DE102019203667A1 - CARRIER FOR ELECTRICALLY HEATED CATALYST AND EXHAUST GAS CLEANING DEVICE - Google Patents

CARRIER FOR ELECTRICALLY HEATED CATALYST AND EXHAUST GAS CLEANING DEVICE Download PDF

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Abstract

Ein Träger für einen elektrisch beheizten Katalysator enthält: eine Wabenstruktur; und ein Paar von Metallelektrodenteilen. Ein Metallelektrodenteil des Paars von Metallelektrodenteilen ist auf einer dem anderen Metallelektrodenteil über einen Mittelpunkt der Wabenstruktur hinweg entgegengesetzten Seite angeordnet. Ein Teil oder beide Teile des Paars von Metallelektrodenteilen enthält beziehungsweise enthalten: einen plattenförmigen Hauptteil; und eine Vielzahl von jeweils aus dem Hauptteil vorstehenden Zungenstücken. Ein Teil jedes Zungenstücks steht mit der Wabenstruktur in Kontakt.A support for an electrically heated catalyst includes: a honeycomb structure; and a pair of metal electrode parts. A metal electrode part of the pair of metal electrode parts is disposed on a side opposite to the other metal electrode part via a center of the honeycomb structure. A part or both parts of the pair of metal electrode parts include: a plate-shaped main part; and a plurality of tongue pieces protruding from the main body, respectively. A part of each tongue piece is in contact with the honeycomb structure.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Träger für einen elektrisch beheizten Katalysator. Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung einen Träger für einen elektrisch beheizten Katalysator, enthaltend eine Wabenstruktur und ein Paar von Metallelektrodenteilen, die so angeordnet sind, dass sie einander über einen Mittelpunkt der Wabenstruktur hinweg gegenüberliegen, in welchem ein Bruch der Wabenstruktur aufgrund eines Unterschieds im Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen der Wabenstruktur und den Metallelektrodenteilen wirkungsvoll unterbunden werden kann. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine einen Träger für einen elektrisch beheizten Katalysator verwendende Abgasreinigungsvorrichtung.The present invention relates to a support for an electrically heated catalyst. More particularly, the present invention relates to a support for an electrically heated catalyst comprising a honeycomb structure and a pair of metal electrode parts arranged to oppose each other across a center of the honeycomb structure in which breakage of the honeycomb structure occurs due to a difference in thermal expansion coefficient the honeycomb structure and the metal electrode parts can be effectively prevented. The present invention also relates to an exhaust gas purification device using a support for an electrically heated catalyst.

Herkömmlicherweise wird ein Element, in welchem ein Katalysator auf eine Wabenstruktur aus Cordierit oder Siliciumcarbid aufgebracht ist, zur Behandlung schädlicher Stoffe in aus Kraftfahrzeugmotoren ausgestoßenen Abgasen verwendet (siehe Patentdokument 1). Eine solche Wabenstruktur hat gewöhnlich eine säulenförmige Wabenstruktur, welche Trennwände enthält, welche eine Vielzahl von Zellen definieren, welche sich von einer Stirnseite zu der anderen Stirnseite erstrecken, um Strömungswege für ein Abgas zu bilden.Conventionally, an element in which a catalyst is applied to a honeycomb structure of cordierite or silicon carbide is used to treat harmful substances in exhaust gases discharged from automobile engines (see Patent Document 1). Such a honeycomb structure usually has a columnar honeycomb structure which includes partitions defining a plurality of cells extending from one end face to the other end face to form flow paths for an exhaust gas.

Für die Behandlung des Abgases mit dem auf die Wabenstruktur aufgebrachten Katalysator muss eine Temperatur des Katalysators auf eine vorbestimmte Temperatur erhöht werden. Jedoch ist beim Starten des Motors die Katalysatortemperatur niedriger, was herkömmlicherweise ein Problem, dass das Abgas nicht genügend gereinigt wird, verursacht. Deshalb wurde ein als elektrisch beheizter Katalysator (EHC) bezeichnetes System entwickelt. In dem System sind Elektroden auf einer aus leitfähiger Keramik bestehenden Wabenstruktur angeordnet und erzeugt die Wabenstruktur selbst Wärme durch elektrische Leitung, wodurch die Temperatur des auf die Wabenstruktur aufgebrachten Katalysators vor dem Starten oder während des Startens des Motors auf eine Aktivierungstemperatur erhöht wird.For the treatment of the exhaust gas with the catalyst applied to the honeycomb structure, a temperature of the catalyst must be raised to a predetermined temperature. However, when starting the engine, the catalyst temperature is lower, which conventionally causes a problem that the exhaust gas is not sufficiently cleaned. Therefore, a system called electrically heated catalyst (EHC) was developed. In the system, electrodes are disposed on a conductive ceramic honeycomb structure, and the honeycomb structure itself generates heat by electric conduction, whereby the temperature of the catalyst applied to the honeycomb structure is increased to an activation temperature before starting or starting the engine.

Eine elektrische Verbindung zu einer externen Verdrahtung ist erforderlich, damit ein Strom durch den EHC fließen kann. Jedoch wird aufgrund eines Unterschieds im linearen Ausdehnungskoeffizienten zwischen einem Oberflächenelektroden und Verdrahtung bildenden Metallmaterial und einem einen Träger bildenden Keramikmaterial während der elektrischen Beheizung eine thermische Spannung erzeugt. Deshalb besteht Bedarf an einem Element, welches auch eine spannungspuffernde Funktion erfüllt, damit nicht die thermische Spannung aufgrund des Unterschieds im linearen Ausdehnungskoeffizienten auf den Träger für den EHC einwirkt.Electrical connection to external wiring is required for current to flow through the EHC. However, due to a difference in coefficient of linear expansion between a surface electrode and wiring forming metal material and a ceramic material forming a support, thermal stress is generated during electrical heating. Therefore, there is a need for an element that also performs a voltage buffering function so that the thermal stress due to the difference in coefficient of linear expansion does not affect the carrier for the EHC.

Als einen von mehreren Ansätzen offenbart Patentdokument 1, dass eine Verdrahtung zur Versorgung eines Paars von Oberflächenelektroden, welche sich jeweils in einer Axialrichtung einer Trägeroberfläche erstrecken, mit elektrischem Strom von außen zu einer Kammzinkenform gebildet ist und außerdem durch thermisches Spritzen an einer Vielzahl von Positionen auf denselben Kammzinken befestigt ist, um einen abgeknickten Teil zwischen den Positionen zu schaffen, wodurch eine thermische Spannung (thermische Beanspruchung) aufgrund eines Unterschieds im linearen Ausdehnungskoeffizienten zwischen der aus einem Metall bestehenden Verdrahtung und einem aus Keramik bestehenden Träger vermindert wird.As one of several approaches, Patent Document 1 discloses that a wiring for supplying a pair of surface electrodes each extending in an axial direction of a support surface is formed with electric current from the outside to a comb-tooth shape and also by thermal spraying at a plurality of positions the same comb tooth is attached to provide a bent portion between the positions, whereby a thermal stress (thermal stress) due to a difference in the coefficient of linear expansion between the metal wiring and a ceramic carrier is reduced.

DRUCKSCHRIFTENVERZEICHNISPUBLICATION LIST

Patentliteraturpatent literature

Patentdokument 1: Japanisches Patent Nr. 5761161 B Patent Document 1: Japanese Patent No. 5761161 B

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

Jedoch fällt, wenn die Vielzahl von Punkten an einer Vielzahl von Positionen auf denselben Kammzinken befestigt ist, die Ausdehnung je nach Punkt wegen einer Verteilung der Wärmeerzeugung oder dergleichen verschieden aus und wird die Belastung auf die befestigten Punkte (Kontaktpunkte) ausgeübt, so dass die Kontaktpunkte brechen können. Ferner können, obwohl man davon ausgeht, dass abgeknickte Teile vorgesehen sind, um die mechanische Spannung abzubauen, die abgeknickten Teile eine Torsionsspannung nicht abbauen, so dass die Kontaktpunkte brechen können.However, when the plurality of dots are fixed at a plurality of positions on the same comb teeth, the expansion differs depending on the point due to a distribution of heat generation or the like, and the load is applied to the fixed points (contact points) so that the contact points can break. Further, although it is assumed that bent parts are provided to release the stress, the bent parts can not break a torsional stress, so that the contact points may break.

Ferner erwähnt das obige Dokument auch ein Verfahren zum Befestigen derselben Elektrode an nur einem Punkt. Jedoch geht man davon aus, dass, da das Verfahren die Anzahl von Kontaktpunkten verringert, die entsprechende Strombreite schmaler wird. Further, the above document also mentions a method of attaching the same electrode at one point only. However, it is believed that as the method reduces the number of contact points, the corresponding current width becomes narrower.

Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der obigen Probleme gemacht. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen Träger für einen elektrisch beheizten Katalysator, enthaltend eine Wabenstruktur und ein Paar von Metallelektrodenteilen, die so angeordnet sind, dass sie einander über einen Mittelpunkt der Wabenstruktur hinweg gegenüberliegen, welcher fähig ist, einen Bruch der Wabenstruktur aufgrund eines Unterschieds im Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen der Wabenstruktur und den Metallelektrodenteilen wirkungsvoll zu unterbinden, bereitzustellen. Ferner ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine den Träger für den elektrisch beheizten Katalysator verwendende Abgasreinigungsvorrichtung bereitzustellen.The present invention has been made in view of the above problems. An object of the present invention is to provide a support for an electrically heated catalyst comprising a honeycomb structure and a pair of metal electrode parts arranged to face each other across a center of the honeycomb structure capable of causing breakage of the honeycomb structure due to a honeycomb structure To effectively prevent differences in thermal expansion coefficient between the honeycomb structure and the metal electrode parts. Further, an object of the present invention is to provide an exhaust gas purification device using the carrier for the electrically heated catalyst.

Durch gründliche Untersuchungen haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass die obigen Probleme durch Bereitstellen einer Vielzahl von jeweils aus einem Hauptteil jedes von Metallelektrodenteilen vorstehenden Zungenstücken und In-Kontakt-Bringen der Zungenstücke mit einem Wabenstruktur-Körper gelöst werden können, so dass verhindert werden kann, dass die Wabenstruktur aufgrund eines Unterschieds im linearen Ausdehnungskoeffizienten zwischen den Metallelektrodenteilen und der Wabenstruktur einer übermäßigen Belastung durch eine thermische Spannung (thermische Beanspruchung) ausgesetzt wird. Somit wird die vorliegende Erfindung wie folgt beschrieben:

  1. (1) Ein Träger für einen elektrisch beheizten Katalysator, enthaltend:
    • eine Wabenstruktur; und
    • ein Paar von Metallelektrodenteilen, wobei ein Metallelektrodenteil des Paars von Metallelektrodenteilen auf einer dem anderen Metallelektrodenteil über einen Mittelpunkt der Wabenstruktur hinweg entgegengesetzten Seite angeordnet ist;
    • wobei einer oder beide des Paars von Metallelektrodenteilen enthält beziehungsweise enthalten:
      • einen plattenförmigen Hauptteil; und
      • eine Vielzahl von jeweils aus dem Hauptteil vorstehenden Zungenstücken, und
      • wobei ein Teil jedes Zungenstücks mit der Wabenstruktur in Kontakt steht.
  2. (2) Eine Abgasreinigungsvorrichtung, enthaltend:
    • den Träger für den elektrisch beheizten Katalysator gemäß Punkt (1), wobei der Träger in einem Abgasströmungsweg zum Strömenlassen eines Abgases aus einem Motor angeordnet ist; und
    • ein zylindrisches Metallelement zur Aufnahme des Trägers für den elektrisch beheizten Katalysator.
Through in-depth research, the inventors of the present invention have found that the above problems can be solved by providing a plurality of tongue pieces projecting from a main part of each of metal electrode parts and contacting the tongue pieces with a honeycomb body, thus being prevented For example, the honeycomb structure may be subjected to excessive stress by thermal stress due to a difference in linear expansion coefficient between the metal electrode parts and the honeycomb structure. Thus, the present invention will be described as follows:
  1. (1) A carrier for an electrically heated catalyst containing:
    • a honeycomb structure; and
    • a pair of metal electrode parts, wherein a metal electrode part of the pair of metal electrode parts is disposed on a side opposite to the other metal electrode part across a center of the honeycomb structure;
    • wherein one or both of the pair of metal electrode parts contains or contains:
      • a plate-shaped body; and
      • a plurality of tongue pieces respectively protruding from the main body, and
      • wherein a part of each tongue piece is in contact with the honeycomb structure.
  2. (2) An exhaust gas purification device containing:
    • the support for the electrically heated catalyst as described in (point 1 ), wherein the carrier is arranged in an exhaust gas flow path for flowing an exhaust gas from a motor; and
    • a cylindrical metal member for receiving the support for the electrically heated catalyst.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Träger für den elektrisch beheizten Katalysator, enthaltend die Wabenstruktur und das Paar von Metallelektrodenteilen, wobei ein Metallelektrodenteil des Paars von Metallelektrodenteilen auf einer dem anderen Metallelektrodenteil über den Mittelpunkt der Wabenstruktur hinweg entgegengesetzten Seite angeordnet ist, einen Bruch der Wabenstruktur aufgrund des Unterschieds im Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen der Wabenstruktur und den Metallelektrodenteilen wirkungsvoll unterbinden.According to the present invention, the support for the electrically heated catalyst including the honeycomb structure and the pair of metal electrode parts, wherein one metal electrode part of the pair of metal electrode parts is disposed on a side opposite to the other metal electrode part via the center of the honeycomb structure, may break the honeycomb structure the difference in the thermal expansion coefficient between the honeycomb structure and the metal electrode parts effectively.

Figurenlistelist of figures

  • 1 ist eine Ansicht, welche ein Beispiel einer Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung zeigt. 1 Fig. 10 is a view showing an example of a honeycomb structure of the present invention.
  • 2 ist eine Schnittansicht einer Wabenstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 is a sectional view of a honeycomb structure according to an embodiment of the present invention.
  • 3 ist eine Ansicht, welche einen Mittelpunktswinkel jeder Elektrodenschicht in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 3 FIG. 12 is a view showing a center angle of each electrode layer in an embodiment of the present invention. FIG.
  • 4 ist eine Ansicht, welche eine Anordnung von Metallelektrodenteilen in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 4 Fig. 12 is a view showing an arrangement of metal electrode parts in an embodiment of the present invention.
  • 5 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Metallelektrodenteil 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 5 FIG. 15 is a perspective view showing a metal electrode part. FIG 1 according to an embodiment of the present invention.
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Metallelektrodenteil 1A gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 6 FIG. 15 is a perspective view showing a metal electrode part. FIG 1A according to another embodiment of the present invention.
  • 7 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Metallelektrodenteil 1B gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 7 FIG. 15 is a perspective view showing a metal electrode part. FIG 1B according to yet another embodiment of the present invention.
  • 8 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Metallelektrodenteil 1C gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 8th FIG. 15 is a perspective view showing a metal electrode part. FIG 1C according to yet another embodiment of the present invention.
  • Die 9(a), (b), (c) und 9(d) sind Ansichten zur Veranschaulichung ebener Formen von Zungenstücken 7A, 7B, 7C beziehungsweise 7D.The 9 (a), (b), (c) and 9 (d) are views illustrating planar shapes of tongue pieces 7A . 7B . 7C respectively 7D ,
  • Die 10(a), (b) und 10(c) sind Ansichten zur Veranschaulichung ebener Formen von Zungenstücken 7E, 7F beziehungsweise 7G.The 10 (a), (b) and 10 (c) are views illustrating planar shapes of tongue pieces 7E . 7F respectively 7G ,
  • 11 ist eine Ansicht, welche eine Form eines Zungenstücks zeigt. 11 is a view showing a shape of a tongue piece.
  • 12 ist eine Ansicht, welche einen abgeknickten Teil eines Zungenstücks zeigt. 12 is a view showing a bent portion of a tongue piece.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

Im Folgenden werden anhand der Zeichnungen Ausführungsformen eines Trägers für einen elektrisch beheizten Katalysator gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt und können mit entsprechendem Fachwissen verschiedenartige Änderungen, Abwandlungen und Verbesserungen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.Hereinafter, embodiments of a support for an electrically heated catalyst according to the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments, and various changes, modifications, and improvements can be made with the same skill without departing from the scope of the present invention.

Wabenstrukturhoneycomb structure

1 ist eine Ansicht, welche ein Beispiel einer Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung zeigt. Zum Beispiel enthält die Wabenstruktur 10: poröse Trennwände 11, welche eine Vielzahl von Zellen 12 definieren, wobei die Zellen 12 Strömungswege für ein Fluid bilden, wobei die Zellen sich von einer Einström-Stimseite, welche eine Stirnseite auf einer Fluideinströmseite ist, zu einer Ausström-Stimseite, welche eine Stirnseite auf einer Fluidausströmseite ist, erstrecken; und eine an dem äußersten Rand angeordnete Außenumfangswand. Die Anzahl, Anordnung, Form und dergleichen der Zellen 12 sowie die Dicke jeder Trennwand 11 und dergleichen sind nicht beschränkt und können nach Bedarf nach Belieben gestaltet werden. 1 Fig. 10 is a view showing an example of a honeycomb structure of the present invention. For example, contains the honeycomb structure 10 : porous partitions 11 containing a variety of cells 12 define the cells 12 Forming flow paths for a fluid, wherein the cells extend from an inflow end face, which is an end face on a fluid inflow side, to an outflow end face, which is an end face on a Fluidausströmseite; and an outer peripheral wall disposed at the outermost edge. The number, arrangement, shape and the like of the cells 12 as well as the thickness of each partition 11 and the like are not limited and may be made as desired as desired.

Ein Material der Wabenstruktur 10 ist nicht besonders beschränkt, solange es leitfähig ist, und es können Metalle, Keramik und dergleichen verwendet werden. Insbesondere unter dem Gesichtspunkt der Vereinbarkeit von Hitzebeständigkeit und Leitfähigkeit besteht das Material der Wabenstruktur 10 bevorzugt vor allem aus einem Silicium-Siliciumcarbid-Verbundwerkstoff oder Siliciumcarbid und ist es bevorzugter ein Silicium-Siliciumcarbid-Verbundwerkstoff oder Siliciumcarbid. Auch Tantalsilicid (TaSi2) und Chromsilicid (CrSi2) können zugesetzt sein, um den spezifischen elektrischen Widerstand der Wabenstruktur zu senken. Der Satz „Die Wabenstruktur 10 besteht vor allem aus einem Silicium-Siliciumcarbid-Verbundwerkstoff“ bedeutet, dass die Wabenstruktur 10 90 oder mehr Massen-% Silicium-Siliciumcarbid-Verbundwerkstoff (Gesamtmasse) enthält, bezogen auf die gesamte Wabenstruktur. Hier, was den Silicium-Siliciumcarbid-Verbundwerkstoff anbelangt, enthält dieser Siliciumcarbid-Partikel als einen Zuschlag und Silicium als ein Verbindungsmaterial zum Verbinden der Siliciumcarbid-Partikel, und eine Vielzahl von Siliciumcarbid-Partikeln ist durch Silicium verbunden, um Poren zwischen den Siliciumcarbid-Partikeln zu bilden. Der Satz „Die Wabenstruktur 10 besteht vor allem aus Siliciumcarbid“ bedeutet, dass die Wabenstruktur 10 90 oder mehr Massen-% Siliciumcarbid (Gesamtmasse) enthält, bezogen auf die gesamte Wabenstruktur.A material of the honeycomb structure 10 is not particularly limited as long as it is conductive, and metals, ceramics and the like can be used. Particularly, from the viewpoint of compatibility of heat resistance and conductivity, the material is the honeycomb structure 10 preferably, especially, a silicon-silicon carbide composite or silicon carbide, and is more preferably a silicon-silicon carbide composite or silicon carbide. Also, tantalum silicide (TaSi 2 ) and chromium silicide (CrSi 2 ) may be added to lower the specific electrical resistance of the honeycomb structure. The sentence "The honeycomb structure 10 mainly consists of a silicon-silicon carbide composite "means that the honeycomb structure 10 90 or more mass% of silicon-silicon carbide composite (total mass), based on the entire honeycomb structure. Here, as for the silicon-silicon carbide composite, it contains silicon carbide particles as an aggregate and silicon as a bonding material for bonding the silicon carbide particles, and a plurality of silicon carbide particles is bonded by silicon to pores between the silicon carbide particles to build. The sentence "The honeycomb structure 10 consists mainly of silicon carbide "means that the honeycomb structure 10 90 or more mass% of silicon carbide (total mass), based on the entire honeycomb structure.

Der spezifische elektrische Widerstand der Wabenstruktur 10 kann nach Bedarf, je nach der anzulegenden elektrischen Spannung, einschließlich, ohne darauf besonders beschränkt zu sein, zum Beispiel von 0,001 bis 200 Ωcm eingestellt sein. Für eine höhere Spannung größer als oder gleich 64 V kann er 2 bis 200 Ωcm und typisch 5 bis 100 Ωcm betragen. Ferner kann er für eine niedrigere Spannung kleiner als 64 V 0,001 bis 2 Ωcm und typisch 0,001 bis 1 Ωcm und typischer 0,01 bis 1 Ωcm betragen.The specific electrical resistance of the honeycomb structure 10 may be adjusted as needed, depending on the voltage to be applied, including but not limited to, for example, from 0.001 to 200 Ωcm. For a higher voltage greater than or equal to 64 V, it may be 2 to 200 Ωcm and typically 5 to 100 Ωcm. Further, it may be 0.001 to 2 Ωcm and more typically 0.001 to 1 Ωcm and more typically 0.01 to 1 Ωcm for a lower voltage of less than 64V.

Jede Trennwand 11 der Wabenstruktur 10 hat bevorzugt eine Porosität von 35 bis 60% und bevorzugter von 35 bis 45%. Eine Porosität kleiner als 35% kann eine stärkere Verformung während des Brennens zur Folge haben. Eine Porosität größer als 60% kann eine verminderte Festigkeit der Wabenstruktur zur Folge haben. Die Porosität ist ein mit einem Quecksilberporosimeter gemessener Wert. Every partition 11 the honeycomb structure 10 preferably has a porosity of 35 to 60% and more preferably 35 to 45%. A porosity smaller than 35% may result in more deformation during firing. A porosity greater than 60% may result in decreased strength of the honeycomb structure. Porosity is a value measured with a mercury porosimeter.

Jede Trennwand 11 der Wabenstruktur 10 hat bevorzugt eine durchschnittliche Porengröße von 2 bis 15 µm und bevorzugter von 4 bis 8 µm. Ein durchschnittlicher Porendurchmesser von unter 2 µm kann einen übermäßig höheren spezifischen elektrischen Widerstand zur Folge haben. Ein durchschnittlicher Porendurchmesser von über 15 µm kann einen übermäßig niedrigeren spezifischen elektrischen Widerstand zur Folge haben. Die durchschnittliche Porengröße ist ein mit einem Quecksilberporosimeter gemessener Wert.Every partition 11 the honeycomb structure 10 preferably has an average pore size of 2 to 15 μm, and more preferably 4 to 8 μm. An average pore diameter of less than 2 microns may result in excessively high resistivity. An average pore diameter of over 15 μm may result in excessively low resistivity. The average pore size is a value measured with a mercury porosimeter.

Die Form jeder Zelle 12 in einem zu einer Strömungsweg-Richtung orthogonalen Querschnitt jeder Zelle ist nicht beschränkt, aber sie kann bevorzugt ein Quadrat, ein Sechseck, ein Achteck oder eine Kombination davon sein. Von diesen sind die quadratischen und sechseckigen Formen zu bevorzugen. Eine solche Wabenform hat einen geringeren Druckverlust, wenn ein Abgas durch die Wabenstruktur 10 strömt, und eine verbesserte Reinigungsleistung des Katalysators zur Folge.The shape of each cell 12 in a cross-section orthogonal to a flow path direction of each cell is not limited, but it may preferably be a square, a hexagon, an octagon, or a combination thereof. Of these, the square and hexagonal shapes are preferable. Such a honeycomb form has a lower pressure loss when an exhaust gas passes through the honeycomb structure 10 flows, and an improved cleaning performance of the catalyst result.

Die äußere Form der Wabenstruktur 10 ist nicht besonders beschränkt, solange sie eine Säulenform darstellt, und sie kann zum Beispiel eine Form wie eine Säulenform mit runden Grundflächen (zylindrische Form), eine Säulenform mit ovalen Grundflächen und eine Säulenform mit vieleckigen (quadratischen, fünfeckigen, sechseckigen, siebeneckigen, achteckigen und dergleichen) Grundflächen und dergleichen sein. Ferner, was die Größe der Wabenstruktur 10 anbelangt, haben die Grundflächen der Wabenstruktur, im Sinne einer Steigerung der Hitzebeständigkeit, bevorzugt eine Fläche von 2000 bis 20000 mm2 und bevorzugter von 4000 bis 10000 mm2 (wodurch in einer Umfangsrichtung der Außenumfangs-Seitenwand erzeugte Risse verhindert werden). Ferner beträgt eine axiale Länge der Wabenstruktur 10, im Sinne einer Steigerung der Hitzebeständigkeit, bevorzugt 50 bis 200 mm und bevorzugter 75 bis 150 mm (wodurch in einer zu einer Mittelachsenrichtung parallelen Richtung in der Außenumfangs-Seitenwand erzeugte Risse verhindert werden).The outer shape of the honeycomb structure 10 is not particularly limited as long as it is a columnar shape, and may be, for example, a shape such as a columnar shape (cylindrical shape), a columnar shape having oval bases, and a columnar shape having polygonal (square, pentagonal, hexagonal, pentagonal, octagonal, and like) bases and the like. Furthermore, what the size of the honeycomb structure 10 as a matter of interest, in order to increase the heat resistance, the base areas of the honeycomb structure preferably have an area of 2,000 to 20,000 mm 2, and more preferably 4,000 to 10,000 mm 2 (thereby preventing cracks generated in a circumferential direction of the outer peripheral side wall). Further, an axial length of the honeycomb structure 10 for the purpose of enhancing the heat resistance, preferably 50 to 200 mm, and more preferably 75 to 150 mm (whereby cracks generated in a direction parallel to a central axis direction in the outer peripheral side wall are prevented).

Ferner kann die Wabenstruktur 10 durch Aufbringen eines Katalysators auf die Wabenstruktur 10 als Katalysatorträger verwendet werden.Furthermore, the honeycomb structure 10 by applying a catalyst to the honeycomb structure 10 be used as a catalyst support.

Die Produktion der Wabenstruktur kann gemäß einem Verfahren zum Herstellen einer Wabenstruktur in einem bekannten Verfahren zum Produzieren einer Wabenstruktur durchgeführt werden. Zum Beispiel wird zuerst ein Formungsmaterial hergestellt, indem Siliciumcarbid-Pulver (Siliciumcarbid) metallisches Siliciumpulver (metallischem Silicium), ein Bindemittel, ein oder mehrere Netzmittel, ein Porenbildner, Wasser und dergleichen zugesetzt wird. Vorzugsweise sollte eine Masse von metallischem Silicium, bezogen auf die Summe der Masse von Siliciumcarbid-Pulver und der Masse von metallischem Silicium, 10 bis 40 Massen-% betragen. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser der Siliciumcarbid-Partikel in dem Siliciumcarbid-Pulver liegt bevorzugt zwischen 3 und 50 µm und bevorzugter zwischen 3 und 40 µm. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser der metallischen Siliciumpartikel in dem metallischen Siliciumpulver beträgt bevorzugt 2 bis 35 µm. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser sowohl der Siliciumcarbid-Partikel als auch der metallischen Siliciumpartikel entspricht bei Messung der Häufigkeitsverteilung der Partikelgröße mittels des Laserbeugungsverfahrens einem volumenbezogenen arithmetischen Durchmesser-Mittelwert. Die Siliciumcarbid-Partikel sind feine Partikel aus Siliciumcarbid, welche das Siliciumcarbid-Pulver bilden, und die metallischen Siliciumpartikel sind feine Partikel aus metallischem Silicium, welche das metallische Siliciumpulver bilden. Es ist zu beachten, dass dies die Formulierung für Formungs-Rohmaterialien in dem Fall ist, in welchem das Material der Wabenstruktur der Silicium-Siliciumcarbid-Verbundwerkstoff ist. In dem Fall, in welchem Siliciumcarbid das Material der Wabenstruktur ist, ist kein metallisches Silicium zugesetzt.The production of the honeycomb structure may be performed according to a method of manufacturing a honeycomb structure in a known method for producing a honeycomb structure. For example, a molding material is first prepared by adding silicon carbide powder (silicon carbide), metallic silicon powder (metallic silicon), a binder, one or more wetting agents, a pore former, water, and the like. Preferably, a mass of metallic silicon, based on the sum of the mass of silicon carbide powder and the mass of metallic silicon, should be 10 to 40 mass%. The average particle diameter of the silicon carbide particles in the silicon carbide powder is preferably from 3 to 50 μm, and more preferably from 3 to 40 μm. The average particle diameter of the metallic silicon particles in the metallic silicon powder is preferably 2 to 35 μm. The average particle diameter of both the silicon carbide particles and the metallic silicon particles when measuring the frequency distribution of the particle size by the laser diffraction method corresponds to a volume average diameter arithmetic mean. The silicon carbide particles are fine particles of silicon carbide which constitute the silicon carbide powder, and the metallic silicon particles are fine particles of metallic silicon which form the metallic silicon powder. It should be noted that this is the formulation for molding raw materials in the case where the material of the honeycomb structure is the silicon-silicon carbide composite material. In the case where silicon carbide is the material of the honeycomb structure, no metallic silicon is added.

Zu Beispielen des Bindemittels zählen Methylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Hydroxypropoxylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylcellulose, Polyvinylalkohol und dergleichen. Von diesen wird bevorzugt Methylcellulose in Kombination mit Hydroxypropoxylcellulose verwendet. Der Bindemittelgehalt beträgt bevorzugt 2,0 bis 10,0 Massenteile, wenn die Gesamtmasse des Siliciumcarbid-Pulvers und des metallischen Siliciumpulvers 100 Massenteile beträgt.Examples of the binder include methylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxypropoxylcellulose, hydroxyethylcellulose, carboxymethylcellulose, polyvinyl alcohol, and the like. Of these, methyl cellulose is preferably used in combination with hydroxypropoxyl cellulose. The binder content is preferably 2.0 to 10.0 parts by mass, when the total mass of the silicon carbide powder and the metallic silicon powder 100 Mass parts is.

Der Wassergehalt beträgt bevorzugt 20 bis 60 Massenteile, wenn die Gesamtmasse des Siliciumcarbid-Pulvers und des metallischen Siliciumpulvers 100 Massenteile beträgt.The water content is preferably 20 to 60 parts by mass, when the total mass of the silicon carbide powder and the metallic silicon powder 100 Mass parts is.

Zu den Netzmitteln, welche verwendet werden können, zählen Ethylenglycol, Dextrin, Fettsäure-Seifen, Polyalkohol und dergleichen. Diese können allein oder in Kombinationen von zwei oder mehr Mitteln verwendet werden. Der Netzmittelgehalt beträgt bevorzugt 0,1 bis 2,0 Massenteile, wenn die Gesamtmasse des Siliciumcarbid-Pulvers und des metallischen Siliciumpulvers 100 Massenteile beträgt.Wetting agents which can be used include ethylene glycol, dextrin, fatty acid soaps, polyalcohol and the like. These may be used alone or in combinations of two or more agents. The wetting agent content is preferably 0.1 to 2.0 parts by mass, when the total mass of the silicon carbide powder and the metallic silicon powder 100 Mass parts is.

Der Porenbildner ist nicht besonders beschränkt, solange der Porenbildner selbst nach dem Brennen Poren bildet, und enthält zum Beispiel Graphit, Stärke, aufschäumbare Harze, wasserabsorbierende Harze, Kieselgel und dergleichen. Der Porenbildnergehalt beträgt bevorzugt 0,5 bis 10,0 Massenteile, wenn die Gesamtmasse des Siliciumcarbid-Pulvers und des metallischen Siliciumpulvers 100 Massenteile beträgt. Ein durchschnittlicher Partikeldurchmesser des Porenbildners beträgt bevorzugt 10 bis 30 µm. Wenn er kleiner als 10 µm ist, werden möglicherweise nicht genügend Poren gebildet. Wenn er größer als 30 µm ist, kann während des Formens eine Matrize durch den Porenbildner verstopft werden. Die durchschnittliche Partikelgröße des Porenbildners entspricht bei Messung der Häufigkeitsverteilung der Partikelgröße mittels des Laserbeugungsverfahrens einem volumenbezogenen arithmetischen Durchmesser-Mittelwert. Wenn der Porenbildner das wasserabsorbierende Harz ist, ist der durchschnittliche Partikeldurchmesser des Porenbildners ein durchschnittlicher Partikeldurchmesser nach Wasserabsorption.The pore-forming agent is not particularly limited as long as the pore-forming agent pores even after firing, and contains, for example, graphite, starch, foamable resins, water-absorbent Resins, silica gel and the like. The pore former content is preferably 0.5 to 10.0 parts by mass, when the total mass of the silicon carbide powder and the metallic silicon powder 100 Mass parts is. An average particle diameter of the pore-forming agent is preferably 10 to 30 μm. If it is smaller than 10 μm, insufficient pores may not be formed. If it is larger than 30 μm, a template may be clogged by the pore former during molding. When measuring the frequency distribution of the particle size by means of the laser diffraction method, the average particle size of the pore-forming agent corresponds to a volume-related arithmetic mean diameter. When the pore-forming agent is the water-absorbent resin, the average particle diameter of the pore-forming agent is an average particle diameter after water absorption.

Dann werden die resultierenden Formungs-Rohmaterialien geknetet, um einen Grünkörper zu bilden, und dann wird der Grünkörper stranggepresst, um eine Wabenstruktur herzustellen. Beim Strangpressen kann eine Matrize mit einer gewünschten Gesamtform, Wabenform, Trennwanddicke, Wabendichte und dergleichen verwendet werden. Bevorzugt wird die resultierende Wabenstruktur getrocknet. Wenn die Länge in der Mittelachsenrichtung der Wabenstruktur nicht die gewünschte Länge ist, können die beiden Stirnseiten der Wabenstruktur auf die gewünschte Länge abgeschnitten werden.Then, the resulting molding raw materials are kneaded to form a green body, and then the green body is extruded to produce a honeycomb structure. In extrusion molding, a die having a desired overall shape, honeycomb shape, bulkhead thickness, honeycomb density and the like can be used. Preferably, the resulting honeycomb structure is dried. If the length in the central axis direction of the honeycomb structure is not the desired length, the two end faces of the honeycomb structure can be cut to the desired length.

Der getrocknete Wabenkörper wird dann gebrannt, um eine Wabenstruktur herzustellen. Vor dem Brennen kann bevorzugt eine Kalzinierung durchgeführt werden, um das Bindemittel und dergleichen zu entfernen. Die Kalzinierung erfolgt bevorzugt in einer Luftatmosphäre 0,5 bis 20 Stunden lang bei einer Temperatur von 400 bis 500 °C. Das Kalzinierungs- und das Brennverfahren sind nicht beschränkt, und sie können unter Verwendung eines Elektroofens, eines Gasofens oder dergleichen durchgeführt werden. Das Brennen kann bevorzugt in einer inerten Atmosphäre wie Stickstoff und Argon 1 bis 20 Stunden lang bei einer Temperatur von 1400 bis 1500 °C erfolgen. Nach dem Brennen wird bevorzugt eine Oxygenierungsbehandlung 1 bis 10 Stunden lang bei einer Temperatur von 1200 bis 1350 °C durchgeführt, um die Haltbarkeit zu verbessern.The dried honeycomb body is then fired to produce a honeycomb structure. Prior to firing, calcination may preferably be performed to remove the binder and the like. The calcination is preferably carried out in an air atmosphere for 0.5 to 20 hours at a temperature of 400 to 500 ° C. The calcining and firing methods are not limited, and they may be carried out using an electric furnace, a gas furnace or the like. The firing may preferably be carried out in an inert atmosphere such as nitrogen and argon for 1 to 20 hours at a temperature of 1400 to 1500 ° C. After firing, oxygenating treatment is preferably carried out at a temperature of 1200 to 1350 ° C for 1 to 10 hours to improve durability.

Elektrodenschichtelectrode layer

Wie in den 1 und 2 gezeigt, weist die Außenumfangswand der Wabenstruktur 10 gemäß dieser Ausführungsform ein Paar von Elektrodenschichten 101a, 101b auf. Jede der Elektrodenschichten 101a, 101b ist zu einer Streifenform gebildet, welche sich in der Ausdehnungsrichtung der Zelle 12 der Wabenstruktur 10 erstreckt. In einem zu der Ausdehnungsrichtung der Zelle 12 orthogonalen Querschnitt der Wabenstruktur 10 ist eine Elektrodenschicht des Paars von Elektrodenschichten 101a, 101b auf einer der anderen Elektrodenschicht über einen Mittelpunkt der Wabenstruktur 10 hinweg entgegengesetzten Seite angeordnet. Das Paar der Elektrodenschichten 101a, 101 b ist für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich. Jedoch ermöglicht eine solche Konfiguration die Unterdrückung jeglicher Verzerrung eines in der Wabenstruktur 10 fließenden Stroms und die Unterdrückung jeglicher Verzerrung einer Temperaturverteilung in der Wabenstruktur 10 bei Anlegen einer elektrischen Spannung, was wünschenswert ist.As in the 1 and 2 shown has the outer peripheral wall of the honeycomb structure 10 According to this embodiment, a pair of electrode layers 101 . 101b on. Each of the electrode layers 101 . 101b is formed into a stripe shape which extends in the direction of expansion of the cell 12 the honeycomb structure 10 extends. In one to the expansion direction of the cell 12 orthogonal cross-section of the honeycomb structure 10 is an electrode layer of the pair of electrode layers 101 . 101b on one of the other electrode layers over a center of the honeycomb structure 10 arranged on opposite side. The pair of electrode layers 101 . 101 b is not essential to the present invention. However, such a configuration enables the suppression of any distortion of one in the honeycomb structure 10 flowing current and the suppression of any distortion of a temperature distribution in the honeycomb structure 10 upon application of an electrical voltage, which is desirable.

Die Elektrodenschichten 101a, 101b sind aus einem leitfähigen Material gebildet. Vorzugsweise sollte jede der Elektrodenschichten 101a, 101b vor allem aus Siliciumcarbid-Partikeln und Silicium bestehen, und noch vorzugsweiser sollte jede der Elektrodenschichten 101a, 101b, abgesehen von Verunreinigungen, welche gewöhnlich enthalten sind, unter Verwendung von Siliciumcarbid-Partikeln und Silicium als Rohmaterialien gebildet sein. Wie hierin verwendet, bedeutet die Wendung „besteht vor allem aus Siliciumcarbid-Partikeln und Silicium“, dass die Gesamtmasse von Siliciumcarbid-Partikeln und Silicium 90 oder mehr Massen-% der Masse der gesamten Elektrodenschicht entspricht. Somit besteht jede der Elektrodenschichten 101a, 101b vor allem aus Siliciumcarbid-Partikeln und Silicium, wodurch Bestandteile jeder der Elektrodenschichten 101a, 101b und Bestandteile der Wabenstruktur 10 einander gleichen oder ähneln (was ein Fall ist, in welchem das Material der Wabenstruktur Siliciumcarbid ist). Deshalb haben die Elektrodenschichten 101a, 101b und die Wabenstruktur gleiche oder nah beieinanderliegende Wärmeausdehnungskoeffizientenwerte. Ferner nimmt, da die Materialien einander gleichen oder ähneln, auch eine Haftfestigkeit zwischen den Elektrodenschichten 101a, 101b und der Wabenstruktur 10 zu. Deshalb ist es, selbst wenn eine thermische Beanspruchung auf die Wabenstruktur ausgeübt wird, möglich, zu verhindern, dass die Elektrodenschichten 101a, 101b sich von der Wabenstruktur 10 abschälen oder Verbindungsteile zwischen den Elektrodenschichten 101a, 101b und der Wabenstruktur 10 brechen.The electrode layers 101 . 101b are formed of a conductive material. Preferably, each of the electrode layers should 101 . 101b mainly of silicon carbide particles and silicon, and more preferably each of the electrode layers 101 . 101b except for impurities which are usually contained, formed by using silicon carbide particles and silicon as raw materials. As used herein, the phrase "consisting primarily of silicon carbide particles and silicon" means that the total mass of silicon carbide particles and silicon 90 or more mass% corresponds to the mass of the entire electrode layer. Thus, each of the electrode layers exists 101 . 101b mainly of silicon carbide particles and silicon, whereby constituents of each of the electrode layers 101 . 101b and components of the honeycomb structure 10 are similar or similar (which is a case in which the material of the honeycomb structure is silicon carbide). Therefore, the electrode layers have 101 . 101b and the honeycomb structure same or close to each other thermal expansion coefficient values. Further, since the materials are similar or similar to each other, adhesion between the electrode layers also increases 101 . 101b and the honeycomb structure 10 to. Therefore, even if thermal stress is applied to the honeycomb structure, it is possible to prevent the electrode layers from being damaged 101 . 101b away from the honeycomb structure 10 Peel off or connecting parts between the electrode layers 101 . 101b and the honeycomb structure 10 break.

Ferner beträgt in dem zu der Ausdehnungsrichtung der Zelle 12 orthogonalen Querschnitt ein Mittelpunktswinkel α jeder der Elektrodenschichten 101a, 101b bevorzugt 60 bis 120°. Ferner ist der Mittelpunktswinkel α einer der Elektrodenschichten 101a, 101b bevorzugt gleich dem 0,8- bis 1,2-fachen des Mittelpunktswinkels α der anderen der Elektrodenschichten 101a, 101b und bevorzugter gleich dem 1,0-fachen (also gleich groß). Dies kann die Unterdrückung jeglicher Verzerrung des durch den Außenumfang und durch den zentralen Bereich der Wabenstruktur fließenden Stroms ermöglichen, wenn eine elektrische Spannung zwischen dem Paar von Elektrodenschichten 101a, 101b angelegt wird. Sowohl in dem Außenumfang als auch in dem zentralen Bereich der Wabenstruktur kann jegliche Verzerrung der Wärmeerzeugung unterdrückt werden.Further, in the direction of expansion of the cell 12 orthogonal cross section, a center angle α of each of the electrode layers 101 . 101b preferably 60 to 120 °. Further, the center angle α is one of the electrode layers 101 . 101b preferably equal to 0.8 to 1.2 times the center angle α of the other of the electrode layers 101 . 101b and more preferably 1.0 times (ie same size). This can enable the suppression of any distortion of the current flowing through the outer periphery and through the central portion of the honeycomb structure when an electric voltage is applied between the pair of electrode layers 101 . 101b is created. In the outer periphery as well as in the central portion of the honeycomb structure, any distortion of heat generation can be suppressed.

Wie hierin verwendet, bezeichnet der Mittelpunktswinkel α einen durch die beiden Endteile der Elektrodenschichten 101a, 101b und einen Mittelpunkt der Wabenstruktur verbindende Geraden gebildeten Winkel in dem zu der Ausdehnungsrichtung der Zelle 12 orthogonalen Querschnitt (siehe 3). In 3 sind die Mittelpunktswinkel α des Paars von Elektrodenschichten 101a, 101b gleich.As used herein, the midpoint angle α denotes one through the two end portions of the electrode layers 101 . 101b and a center of the honeycomb connecting straight lines formed angle in the direction of extension of the cell 12 orthogonal section (see 3 ). In 3 are the midpoint angles α of the pair of electrode layers 101 . 101b equal.

Bei der Wabenstruktur 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der spezifische elektrische Widerstand der Elektrodenschichten 101a, 101b bevorzugt niedriger als der spezifische elektrische Widerstand der Außenumfangswand der Wabenstruktur 10. Ferner liegt der spezifische elektrische Widerstand der Elektrodenschichten 101a, 101b bevorzugter zwischen 0,1 und 10% und besonders bevorzugt zwischen 0,5 und 5% des spezifischen elektrischen Widerstands der Außenumfangswand der Wabenstruktur 10. Wenn er niedriger als 0,1% ist, nimmt eine Stärke eines zu den „Endteilen des Elektrodenteils“ innerhalb der Elektrodenschicht 101a, 101b fließenden Stroms zu, wenn eine elektrische Spannung an die Elektrodenschichten 101a, 101b angelegt wird, so dass der durch die Wabenstruktur 10 fließende Strom leicht verzerrt werden kann. Darüber hinaus kann es für die Wabenstruktur 10 schwierig sein, gleichmäßig Wärme zu erzeugen. Wenn er höher als 10% ist, nimmt eine Stärke eines sich in den Elektrodenschichten 101a, 101b ausbreitenden Stroms ab, wenn eine elektrische Spannung an die Elektrodenschichten 101a, 101b angelegt wird, und kann der durch die Wabenstruktur 10 fließende Strom leicht verzerrt werden. Darüber hinaus kann es für die Wabenstruktur 10 schwierig sein, gleichmäßig Wärme zu erzeugen.In the honeycomb structure 10 According to the present embodiment, the specific electric resistance of the electrode layers 101 . 101b preferably lower than the electrical resistivity of the outer peripheral wall of the honeycomb structure 10 , Furthermore, the specific electrical resistance of the electrode layers is 101 . 101b more preferably between 0.1 and 10% and more preferably between 0.5 and 5% of the electrical resistivity of the outer peripheral wall of the honeycomb structure 10 , If it is lower than 0.1%, a thickness of one increases to the "end parts of the electrode part" within the electrode layer 101 . 101b flowing current when an electrical voltage to the electrode layers 101 . 101b is applied, so that by the honeycomb structure 10 flowing electricity can be easily distorted. In addition, it may be for the honeycomb structure 10 difficult to generate heat evenly. If it is higher than 10%, a strength of one takes in the electrode layers 101 . 101b spreading current when an electrical voltage to the electrode layers 101 . 101b is created, and can by the honeycomb structure 10 flowing electricity can be easily distorted. In addition, it may be for the honeycomb structure 10 difficult to generate heat evenly.

Jede der Elektrodenschichten 101a, 101b hat bevorzugt eine Dicke von 0,01 bis 5 mm und bevorzugter von 0,01 bis 3 mm. Solche Werte der Dicke können zu einer gleichmäßigen Wärmeerzeugung der Wabenstruktur beitragen. Wenn die Dicke jeder der Elektrodenschichten 101a, 101b kleiner als 0,01 mm ist, steigt der spezifische elektrische Widerstand an und ist eine gleichmäßige Wärmeerzeugung möglicherweise nicht möglich. Wenn die Dicke jeder der Elektrodenschichten 101a, 101b größer als 5 mm ist, kann es beim Eindosen zu einem Bruch kommen.Each of the electrode layers 101 . 101b preferably has a thickness of 0.01 to 5 mm, and more preferably 0.01 to 3 mm. Such values of thickness can contribute to uniform heat generation of the honeycomb structure. When the thickness of each of the electrode layers 101 . 101b is less than 0.01 mm, the specific electrical resistance increases and even heat generation may not be possible. When the thickness of each of the electrode layers 101 . 101b is greater than 5 mm, it can lead to a break when canning.

Wie in 1 gezeigt, erstreckt sich bei der Wabenstruktur 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform jede der Elektrodenschichten 101a, 101b in der Ausdehnungsrichtung der Zelle 12 der Wabenstruktur 10 und ist jede der Elektrodenschichten 101a, 101b in einer „sich zwischen beiden Endteilen (beiden Stirnseiten) erstreckenden“ Streifenform gebildet. Somit ist bei der Wabenstruktur 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Paar von Elektrodenschichten 101a, 101b so angeordnet, dass es sich zwischen den beiden Endteilen der Wabenstruktur 10 erstreckt. Dies kann ein wirkungsvolleres Unterdrücken der Verzerrung des Stroms in der Axialrichtung der Wabenstruktur (das heißt, Ausdehnungsrichtung der Zelle 12) ermöglichen, wenn eine elektrische Spannung zwischen dem Paar von Elektrodenschichten 101a, 101b angelegt wird. Wie hierin verwendet, hat der Satz „Die Elektrodenschicht 101a, 101b ist zwischen den beiden Endteilen der Wabenstruktur 10 gebildet (angeordnet)“ die folgende Bedeutung: ein Endteil jeder der Elektrodenschichten 101a, 101b steht mit einem Endteil (einer Stirnseite) der Wabenstruktur 10 in Kontakt, und der andere Endteil jeder der Elektrodenschichten 101a, 101b steht mit dem anderen Endteil (der anderen Stirnseite) der Wabenstruktur 10 in Kontakt.As in 1 shown extends in the honeycomb structure 10 According to the present embodiment, each of the electrode layers 101 . 101b in the direction of expansion of the cell 12 the honeycomb structure 10 and is each of the electrode layers 101 . 101b formed in a "strip form extending between both end parts (two end faces). Thus, in the honeycomb structure 10 According to the present embodiment, the pair of electrode layers 101 . 101b arranged so that it is between the two end parts of the honeycomb structure 10 extends. This can more effectively suppress the distortion of the current in the axial direction of the honeycomb structure (that is, the expansion direction of the cell 12 ) when an electrical voltage between the pair of electrode layers 101 . 101b is created. As used herein, the phrase "the electrode layer 101 . 101b is between the two end parts of the honeycomb structure 10 formed (arranged) "the following meaning: an end part of each of the electrode layers 101 . 101b stands with an end part (a front side) of the honeycomb structure 10 in contact, and the other end part of each of the electrode layers 101 . 101b stands with the other end part (the other end face) of the honeycomb structure 10 in contact.

Andererseits ist eine bevorzugte Ausführungsform auch ein Zustand, in welchem mindestens ein Endteil jeder der Elektrodenschichten 101a, 101b in der „Ausdehnungsrichtung der Zelle 12 der Wabenstruktur 10“ nicht mit dem Endteil (der Stirnseite) der Wabenstruktur 10 in Kontakt steht (nicht bis zu ihm (ihr) reicht). Dies kann die Wärmeschockfestigkeit der Wabenstruktur verbessern.On the other hand, a preferred embodiment is also a state in which at least one end portion of each of the electrode layers 101 . 101b in the "expansion direction of the cell 12 the honeycomb structure 10 "not with the end part (the front side) of the honeycomb structure 10 is in contact (not up to him (her) is enough). This can improve the thermal shock resistance of the honeycomb structure.

Bei der Wabenstruktur 10 der vorliegenden Ausführungsform ist jede der Elektrodenschichten 101a, 101b in einer solchen Form gebildet, dass ein ebenes rechteckiges Element entlang eines Außenumfangs einer Säulenform gebogen ist wie zum Beispiel in den 1 und 2 gezeigt. Hier wird eine Form, wenn die gebogene Elektrodenschicht 101a, 101b zu einem nicht-gebogenen, ebenen Element verformt ist, als eine „ebene Form“ der Elektrodenschicht 101a, 101b bezeichnet. Die „ebene Form“ der in den 1 bis 3 gezeigten Elektrodenschicht 101a, 101b ist ein Rechteck. Mit einer „Außenrand-Form der Elektrodenschicht“ wie hierin verwendet ist eine „Außenrand-Form der ebenen Form der Elektrodenschicht“ gemeint.In the honeycomb structure 10 In the present embodiment, each of the electrode layers is 101 . 101b is formed in such a shape that a flat rectangular member is bent along an outer circumference of a columnar shape such as in Figs 1 and 2 shown. Here is a shape when the curved electrode layer 101 . 101b is deformed into a non-bent, planar element, as a "planar shape" of the electrode layer 101 . 101b designated. The "flat form" of the 1 to 3 shown electrode layer 101 . 101b is a rectangle. By an "outer edge shape of the electrode layer" as used herein is meant an "outer edge shape of the planar shape of the electrode layer".

Bei der Wabenstruktur 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die Außenrand-Form der streifenförmigen Elektrodenschicht eine Form sein, bei welcher jeder der rechtwinkligen Eckteile in einer gebogenen Form gebildet ist. Eine solche Form ermöglicht eine Verbesserung der Wärmeschockfestigkeit der Wabenstruktur. Eine bevorzugte Ausführungsform ist, dass der Außenrand der streifenförmigen Elektrodenschicht eine Form hat, bei welcher die rechtwinkligen Eckteile geradlinig abgeschrägt sind. Eine solche Form kann eine Verbesserung der Wärmeschockfestigkeit der Wabenstruktur ermöglichen.In the honeycomb structure 10 According to the present embodiment, the outer edge shape of the stripe-shaped electrode layer may be a shape in which each of the rectangular corner parts in one curved shape is formed. Such a shape makes it possible to improve the thermal shock resistance of the honeycomb structure. A preferred embodiment is that the outer edge of the strip-shaped electrode layer has a shape in which the rectangular corner parts are chamfered straight. Such a shape may allow an improvement in the thermal shock resistance of the honeycomb structure.

Bei der Wabenstruktur 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Länge des Stromwegs in dem zu der Ausdehnungsrichtung der Zelle orthogonalen Querschnitt bevorzugt kleiner als oder gleich dem 1,6-fachen des Durchmessers der Wabenstruktur. Wenn sie größer als das 1,6-fache ist, wird möglicherweise unnötig Energie verbraucht. Wie hierin verwendet, bezeichnet der „Stromweg“ einen Weg, durch welchen ein Strom fließt. Die „Länge des Stromwegs“ bezeichnet eine Länge in dem „zu der Ausdehnungsrichtung der Zelle orthogonalen Querschnitt“ der Wabenstruktur, welche dem 0,5-fachen der Länge des „Außenumfangs“, durch welchen Strom fließt, entspricht. Damit ist die maximale Länge der „Stromwege, durch welche Strom fließt“ in dem „zu der Ausdehnungsrichtung der Zelle orthogonalen Querschnitt“ der Wabenstruktur gemeint. Die „Länge des Stromwegs“ ist ein, wenn die Unregelmäßigkeiten an dem Außenumfang gebildet sind oder die Schlitzöffnung zu dem Außenumfang in der Wabenstruktur gebildet ist, entlang Oberflächen innerhalb von Unregelmäßigkeiten oder eines Schlitzes gemessener Wert. Deshalb ist zum Beispiel, wenn die Schlitzöffnung zu dem Außenumfang in der Wabenstruktur gebildet ist, die „Länge des Stromwegs“ um eine Länge, welche ungefähr dem Doppelten der Tiefe des Schlitzes entspricht, länger.In the honeycomb structure 10 According to the present embodiment, the length of the current path in the cross section orthogonal to the extension direction of the cell is preferably less than or equal to 1.6 times the diameter of the honeycomb structure. If it is larger than 1.6 times, it may consume unnecessary energy. As used herein, the "current path" refers to a path through which a current flows. The "length of the current path" denotes a length in the "orthogonal to the extension direction of the cell cross-section" of the honeycomb structure, which corresponds to 0.5 times the length of the "outer periphery" through which current flows. Thus, the maximum length of the "current paths through which current flows" in the "orthogonal to the extension direction of the cell cross-section" of the honeycomb structure is meant. The "length of the current path" is when the irregularities are formed on the outer periphery or the slit opening is formed to the outer periphery in the honeycomb structure, a value measured along surfaces within irregularities or a slit. Therefore, for example, when the slit opening is formed to the outer periphery in the honeycomb structure, the "length of the current path" is longer by a length which is approximately twice the depth of the slit.

Der spezifische elektrische Widerstand der Elektrodenschichten 101a, 101b beträgt bevorzugt 0,1 bis 1,0 Ωcm und bevorzugter 0,1 bis 50 Ωcm. Bei solchen Werten des spezifischen elektrischen Widerstands der Elektrodenschichten 101a, 101b fungiert das Paar von Elektrodenschichten 101a, 101b wirksam als Elektroden in einem Rohr, durch welches ein Abgas hoher Temperatur strömt. Wenn der spezifische elektrische Widerstand der Elektrodenschichten 101a, 101b kleiner als 0,1 Ωcm ist, neigt die Temperatur des Wabenteils nahe beiden Enden jeder der Elektrodenschichten 101a, 101b in dem zu der Ausdehnungsrichtung der Zelle orthogonalen Querschnitt dazu, zu steigen. Wenn der spezifische elektrische Widerstand der Elektrodenschichten 101a, 101b größer als 100 Ωcm ist, fließt kaum Strom, so dass es schwierig sein kann, eine Rolle als Elektrode zu spielen. Der spezifische elektrische Widerstand jeder der Elektrodenschichten 101a, 101b ist ein Wert bei einer Temperatur von 400 °C.The specific electrical resistance of the electrode layers 101 . 101b is preferably 0.1 to 1.0 Ωcm, and more preferably 0.1 to 50 Ωcm. At such values of the resistivity of the electrode layers 101 . 101b The pair of electrode layers function 101 . 101b effective as electrodes in a pipe through which a high-temperature exhaust gas flows. When the specific electrical resistance of the electrode layers 101 . 101b is less than 0.1 Ωcm, the temperature of the honeycomb portion near both ends of each of the electrode layers tends 101 . 101b in the cross section orthogonal to the extension direction of the cell, to rise. When the specific electrical resistance of the electrode layers 101 . 101b is larger than 100 Ωcm, hardly any current flows, so that it may be difficult to play a role as an electrode. The electrical resistivity of each of the electrode layers 101 . 101b is a value at a temperature of 400 ° C.

Jede der Elektrodenschichten 101a, 101b hat bevorzugt eine Porosität von 30 bis 60% und bevorzugter von 30 bis 55%. Solche Werte der Porosität jeder der Elektrodenschichten 101a, 101b können für einen geeigneten spezifischen elektrischen Widerstand sorgen. Wenn die Porosität jeder der Elektrodenschichten 101a, 101b kleiner als 30% ist, kommt es während der Produktion zu einer Verformung. Wenn die Porosität jeder der Elektrodenschichten 101a, 101b größer als 60% ist, kann der spezifische elektrische Widerstand übermäßig ansteigen. Die Porosität ist ein mit einem Quecksilberporosimeter gemessener Wert.Each of the electrode layers 101 . 101b preferably has a porosity of 30 to 60% and more preferably 30 to 55%. Such values of the porosity of each of the electrode layers 101 . 101b can provide a suitable electrical resistivity. When the porosity of each of the electrode layers 101 . 101b less than 30%, deformation occurs during production. When the porosity of each of the electrode layers 101 . 101b is greater than 60%, the specific electrical resistance may increase excessively. Porosity is a value measured with a mercury porosimeter.

Jede der Elektrodenschichten 101a, 101b hat bevorzugt einen durchschnittlichen Porendurchmesser von 5 bis 45 µm und bevorzugter von 7 bis 40 µm. Solche Werte des durchschnittlichen Porendurchmessers jeder der Elektrodenschichten 101a, 101b können für einen geeigneten spezifischen elektrischen Widerstand sorgen. Wenn der durchschnittliche Porendurchmesser jeder der Elektrodenschichten 101a, 101b kleiner als 5 µm ist, kann der spezifische elektrische Widerstand zu hoch werden. Wenn der durchschnittliche Porendurchmesser jeder der Elektrodenschichten 101a, 101b größer als 45 µm ist, kann die Festigkeit jeder der Elektrodenschichten 101a, 101b geschwächt werden und können diese eher brechen. Der durchschnittliche Porendurchmesser ist ein mit einem Quecksilberporosimeter gemessener Wert.Each of the electrode layers 101 . 101b preferably has an average pore diameter of 5 to 45 μm, and more preferably 7 to 40 μm. Such values of the average pore diameter of each of the electrode layers 101 . 101b can provide a suitable electrical resistivity. When the average pore diameter of each of the electrode layers 101 . 101b is smaller than 5 μm, the specific electrical resistance may become too high. When the average pore diameter of each of the electrode layers 101 . 101b greater than 45 μm, the strength of each of the electrode layers can be 101 . 101b they can be weakened and break them sooner. The average pore diameter is a value measured with a mercury porosimeter.

Wenn jede der Elektrodenschichten 101a, 101b vor allem aus dem „Silicium-Siliciumcarbid-Verbundwerkstoff“ besteht, haben in jeder der Elektrodenschichten 101a, 101b enthaltene Siliciumcarbid-Partikel bevorzugt einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 10 bis 60 µm und bevorzugter von 20 bis 60 µm. Solche Werte des durchschnittlichen Partikeldurchmessers der in den Elektrodenschichten 101a, 101b enthaltenen Siliciumcarbid-Partikel können ermöglichen, den spezifischen elektrischen Widerstand der Elektrodenschichten 101a, 101b innerhalb eines Bereichs von 0,1 bis 100 Ωcm zu steuern. Wenn der durchschnittliche Partikeldurchmesser der in den Elektrodenschichten 101a, 101b enthaltenen Siliciumcarbid-Partikel kleiner als 10 µm ist, kann der spezifische elektrische Widerstand der Elektrodenschichten 101a, 101b zu hoch werden. Wenn der durchschnittliche Partikeldurchmesser der in den Elektrodenschichten 101a, 101b enthaltenen Siliciumcarbid-Partikel größer als 60 µm ist, kann die Festigkeit jeder der Elektrodenschichten 101a, 101b geschwächt werden und können diese eher brechen. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser der in den Elektrodenschichten 101a, 101b enthaltenen Siliciumcarbid-Partikel ist ein mittels eines Laserbeugungsverfahrens gemessener Wert. When each of the electrode layers 101 . 101b mainly composed of the "silicon-silicon carbide composite" have in each of the electrode layers 101 . 101b contained silicon carbide particles preferably has an average particle diameter of 10 to 60 microns and more preferably from 20 to 60 microns. Such values of the average particle diameter of the electrode layers 101 . 101b contained silicon carbide particles can allow the specific electrical resistance of the electrode layers 101 . 101b within a range of 0.1 to 100 Ωcm. When the average particle diameter of the in the electrode layers 101 . 101b contained silicon carbide particles is smaller than 10 microns, the specific electrical resistance of the electrode layers 101 . 101b get too high. When the average particle diameter of the in the electrode layers 101 . 101b The silicon carbide particles contained larger than 60 microns, the strength of each of the electrode layers 101 . 101b they can be weakened and break them sooner. The average particle diameter in the electrode layers 101 . 101b contained silicon carbide particles is a measured by a laser diffraction method value.

Wenn jede der Elektrodenschichten 101a, 101b vor allem aus dem „Silicium-Siliciumcarbid-Verbundwerkstoff“ besteht, liegt ein Verhältnis einer in den Elektrodenschichten 101a, 101b enthaltenen Siliciummasse zu der in den Elektrodenschichten 101a, 101b enthaltenen „Summe der jeweiligen Massen von Siliciumcarbid-Partikeln und Silicium“ bevorzugt in einem Bereich von 20 bis 40 Massen-%. Bevorzugter beträgt das Verhältnis der Siliciummasse zu der in den Elektrodenschichten 101a, 101b enthaltenen „Summe der jeweiligen Massen von Siliciumcarbid-Partikeln und Silicium“ 25 bis 35 Massen-%. Bei solchen Werten des Verhältnisses der Siliciummasse zu der in den Elektrodenschichten 101a, 101b enthaltenen „Summe der jeweiligen Massen von Siliciumcarbid-Partikeln und Silicium“ kann der spezifische elektrische Widerstand der Elektrodenschichten 101a, 101b in einem Bereich von 0,1 bis 100 Ωcm liegen. Wenn das Verhältnis der Siliciummasse zu der in den Elektrodenschichten 101a, 101b enthaltenen „Summe der jeweiligen Massen von Siliciumcarbid-Partikeln und Silicium“ kleiner als 20 Massen-% ist, kann der spezifische elektrische Widerstand zu hoch werden, und wenn es größer als 40 Massen-% ist, kann es während der Produktion eher zu einer Verformung kommen.When each of the electrode layers 101 . 101b consists mainly of the "silicon-silicon carbide composite", there is a ratio of one in the electrode layers 101 . 101b contained silicon mass to that in the electrode layers 101 . 101b Preferably, the "sum of the respective masses of silicon carbide particles and silicon" contained in a range of 20 to 40 mass%. More preferably, the ratio of the silicon mass to that in the electrode layers 101 . 101b contained "sum of the respective masses of silicon carbide particles and silicon" 25 to 35 mass%. At such values of the ratio of the silicon mass to that in the electrode layers 101 . 101b contained "sum of the respective masses of silicon carbide particles and silicon", the specific electrical resistance of the electrode layers 101 . 101b in a range of 0.1 to 100 Ωcm. When the ratio of the silicon mass to that in the electrode layers 101 . 101b If the sum of the respective masses of silicon carbide particles and silicon is less than 20 mass%, the specific electrical resistance may become too high, and if it is larger than 40 mass%, it may rather be deformed during production come.

MetallelektrodenteilMetal electrode part

Wie in 4 gezeigt, steht die Wabenstruktur 10 über die Elektrodenschichten 101a, 101b mit einem Paar von Metallelektrodenteilen 1, 1 in Kontakt. Hier weist jeder der Metallelektrodenteile 1, 1 einen plattenförmigen Hauptteil 2 und eine Vielzahl von aus dem Hauptteil vorstehenden Zungenstücken 3 (zwei in der Figur) auf. Ein Teil jedes Zungenstücks 3 steht mit der Wabenstruktur 10 in Kontakt (in der Figur steht er über eine der Elektrodenschichten 101a, 101b mit der Wabenstruktur 10 in Kontakt). Entsprechend der Anordnung können die Metallelektrodenteile 1, 1, wenn über die Elektrodenschichten 101a, 101b eine elektrische Spannung angelegt wird, unter Strom gesetzt werden, um die Wabenstruktur 10 Wärme als Joulesche Wärme erzeugen zu lassen. Deshalb kann die Wabenstruktur 10 zweckmäßig als Heizung verwendet werden. Die angelegte Spannung beträgt bevorzugt 12 bis 900 V und bevorzugter 64 bis 600 V. Jedoch kann die angelegte Spannung nach Bedarf geändert werden.As in 4 shown is the honeycomb structure 10 over the electrode layers 101 . 101b with a pair of metal electrode parts 1 . 1 in contact. Here, each of the metal electrode parts points 1 . 1 a plate-shaped body 2 and a plurality of tongue pieces protruding from the main body 3 (two in the figure). A part of every tongue piece 3 stands with the honeycomb structure 10 in contact (in the figure it stands over one of the electrode layers 101 . 101b with the honeycomb structure 10 in contact). According to the arrangement, the metal electrode parts 1 . 1 when over the electrode layers 101 . 101b An electrical voltage is applied to be energized to the honeycomb structure 10 To generate heat as joule heat. Therefore, the honeycomb structure 10 suitable to be used as heating. The applied voltage is preferably 12 to 900 V, and more preferably 64 to 600 V. However, the applied voltage may be changed as needed.

5 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Metallelektrodenteil 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Metallelektrodenteil 1 weist einen Hauptteil 2 mit der Form einer ebenen Platte auf. Eine Vielzahl von Zungenstücken 3 ist in der Figur oberhalb des Hauptteils 2 regelmäßig angeordnet. Jedes Zungenstück 3 enthält einen von dem Hauptteil 2 ansteigenden Teil 3a und einen seitlich aus dem ansteigenden Teil 3a vorstehenden flachen Teil 3b. Jedes Zungenstück 3 ist über ein Stück 20 an dem Fuß des Zungenstücks mit dem Hauptteil 2 verbunden. 5 FIG. 15 is a perspective view showing a metal electrode part. FIG 1 according to an embodiment of the present invention. The metal electrode part 1 has a main part 2 with the shape of a flat plate. A variety of tongue pieces 3 is in the figure above the main part 2 arranged regularly. Every tongue piece 3 contains one of the main part 2 rising part 3a and one laterally from the rising part 3a protruding flat part 3b , Every tongue piece 3 is about a piece 20 at the foot of the tongue piece with the main part 2 connected.

In dieser Ausführungsform ist jedes Zungenstück 3 durch Ausschneiden aus dem Hauptteil 2 gebildet, so dass ein Durchgangsloch 4 mit im Wesentlichen der gleichen Form und Größe wie denjenigen des Zungenstücks 3 gebildet ist. Ein flacher Teil 3b steht mit einer oberen elektrochemischen Zelle in Kontakt.In this embodiment, each tongue piece 3 by cutting out the main body 2 formed, leaving a through hole 4 having substantially the same shape and size as those of the tongue piece 3 is formed. A flat part 3b is in contact with an upper electrochemical cell.

6 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Metallelektrodenteil 1A gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Metallelektrodenteil 1A enthält einen Hauptteil 2 mit der Form einer ebenen Platte. Eine Vielzahl von Zungenstücken 13 ist in der Figur oberhalb des Hauptteils 2 regelmäßig angeordnet. Jedes Zungenstück 13 enthält einen von dem Hauptteil 2 ansteigenden Teil 13a, einen seitlich aus dem ansteigenden Teil 13a vorstehenden flachen Teil 13b und einen abfallenden Teil 13c, welcher sich von dem flachen Teil 13b zu einer Seite des Durchgangslochs 4 hin erstreckt. Der flache Teil 13b steht mit der oberen elektrochemischen Zelle in Kontakt. Jedes Zungenstück 13 ist über ein Stück 20 an dem Fuß des Zungenstücks mit dem Hauptteil 2 verbunden. 6 FIG. 15 is a perspective view showing a metal electrode part. FIG 1A according to another embodiment of the present invention. The metal electrode part 1A contains a major part 2 with the shape of a flat plate. A variety of tongue pieces 13 is in the figure above the main part 2 arranged regularly. Every tongue piece 13 contains one of the main part 2 rising part 13a , one laterally from the rising part 13a protruding flat part 13b and a sloping part 13c which is from the flat part 13b to one side of the through-hole 4 extends. The flat part 13b is in contact with the upper electrochemical cell. Every tongue piece 13 is about a piece 20 at the foot of the tongue piece with the main part 2 connected.

7 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Metallelektrodenteil 1B gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Metallelektrodenteil 1B weist einen Hauptteil 2 mit der Form einer ebenen Platte auf. Eine Vielzahl von Zungenstücken 23 ist in der Figur oberhalb des Hauptteils 2 regelmäßig angeordnet. Jedes Zungenstück 23 enthält einen von dem Hauptteil 2 ansteigenden Teil 23a, eine Vielzahl von abgeknickten Teilen 23b, 23c, 23d, 23e, welche mit dem ansteigenden Teil 23a zusammenhängen, und einen flachen Teil 23f. Der flache Teil 23f steht mit der oberen elektrochemischen Zelle in Kontakt. Jedes Zungenstück 23 ist über ein Stück 20 an dem Fuß des Zungenstücks mit dem Hauptteil 2 verbunden. 7 FIG. 15 is a perspective view showing a metal electrode part. FIG 1B according to yet another embodiment of the present invention. The metal electrode part 1B has a main part 2 with the shape of a flat plate. A variety of tongue pieces 23 is in the figure above the main part 2 arranged regularly. Every tongue piece 23 contains one of the main part 2 rising part 23a , a variety of bent parts 23b . 23c . 23d . 23e , which with the rising part 23a connected, and a flat part 23f , The flat part 23f is in contact with the upper electrochemical cell. Every tongue piece 23 is about a piece 20 at the foot of the tongue piece with the main part 2 connected.

8 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Metallelektrodenteil 1C gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Metallelektrodenteil 1C enthält einen Hauptteil 2 mit der Form einer ebenen Platte. Eine Vielzahl von Zungenstücken 33 ist in der Figur oberhalb des Hauptteils 2 regelmäßig angeordnet. Jedes der Zungenstücke 33 enthält einen von dem Hauptteil 2 ansteigenden Teil 33a, einen gebogenen Teil 33b, welcher mit diesem zusammenhängt, und einen flachen Teil 33c, welcher mit dem gebogenen Teil 33b zusammenhängt. Der flache Teil 33c steht mit der oberen elektrochemischen Zelle in Kontakt. Jedes Zungenstück 33 ist über ein Stück 20 an dem Fuß des Zungenstücks mit dem Hauptteil 2 verbunden. 8th FIG. 15 is a perspective view showing a metal electrode part. FIG 1C according to yet another embodiment of the present invention. The metal electrode part 1C contains a major part 2 with the shape of a flat plate. A variety of tongue pieces 33 is in the figure above the main part 2 arranged regularly. Each of the tongue pieces 33 contains one of the main part 2 rising part 33a , a bent part 33b , which is related to this, and a flat part 33c , which with the bent part 33b related. The flat part 33c stands with the upper electrochemical cell in contact. Every tongue piece 33 is about a piece 20 at the foot of the tongue piece with the main part 2 connected.

Ferner ist die Form des Hauptteils 2 nicht besonders beschränkt, solange sie eine Plattenform ist, und kann sie eine ebene Plattenform oder eine gebogene Plattenform sein (siehe 4(b)). Wenn der Hauptteil 2 die Form einer gebogenen Platte hat, stimmt die gebogene Form bevorzugt mit der Form der Seitenoberfläche der Wabenstruktur 10 überein. Das heißt, ein Abstand zwischen dem Hauptteil 2 und der Wabenstruktur 10 ist bevorzugt konstant.Further, the shape of the main part 2 is not particularly limited as long as it is a plate shape and may be a flat plate shape or a curved plate shape (see 4 (b) ). If the main part 2 has the shape of a bent plate, the curved shape is preferably in the shape of the side surface of the honeycomb structure 10 match. That is, a distance between the main body 2 and the honeycomb structure 10 is preferably constant.

Die ebene Form jedes Zungenstücks ist nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel können Zungenstücke 7A , 7B, wie in den 9(a) und 9(b) gezeigt, rechteckig sein. Ferner kann ein Zungenstück 7C, wie in 9(c) gezeigt, eine Bogenform haben. Wie in 9(d) gezeigt, kann ein Zungenstück 7D eine ovale Form haben.The flat shape of each tongue piece is not particularly limited. For example, tongue pieces 7A , 7B, as in the 9 (a) and 9 (b) shown to be rectangular. Furthermore, a tongue piece 7C , as in 9 (c) shown to have an arched shape. As in 9 (d) shown, can be a tongue piece 7D have an oval shape.

Ferner kann ein Zungenstück 7E, wie in 10(a) gezeigt, eine vieleckige Form haben. Ferner kann ein Zungenstück 7F, wie in 10(b) gezeigt, eine Trapezform haben. Ferner kann ein Zungenstück 7G, wie in 10(c) gezeigt, eine Sternform haben. Die Zungenstücke können auch andere verschiedenartige unregelmäßige Formen haben.Furthermore, a tongue piece 7E , as in 10 (a) shown to have a polygonal shape. Furthermore, a tongue piece 7F , as in 10 (b) shown to have a trapezoidal shape. Furthermore, a tongue piece 7G , as in 10 (c) shown to have a star shape. The tongue pieces may also have other various irregular shapes.

Die Größe jedes Zungenstücks ist nicht besonders beschränkt. Um den Platz für Luftdurchlässigkeit und Verformung zu vergrößern, hat jedes Zungenstück bevorzugt eine Höhe größer als oder gleich 0,3 mm und bevorzugter größer als oder gleich 1,0 mm. Andererseits geht, wenn jedes Zungenstück zu hoch ist, ein Ausnutzungsgrad eines Gases zurück, so dass die Höhe des Zungenstücks bevorzugt kleiner als oder gleich 5,0 mm ist. Die Höhe des Zungenstücks entspricht dem längsten Abstand vertikaler Abstände jedes Teils der Zungenstücke zu dem Hauptteil.The size of each tongue piece is not particularly limited. In order to increase the space for air permeability and deformation, each tongue piece preferably has a height greater than or equal to 0.3 mm, and more preferably greater than or equal to 1.0 mm. On the other hand, when each tongue piece is too high, a degree of utilization of a gas recedes, so that the height of the tongue piece is preferably less than or equal to 5.0 mm. The height of the tongue piece corresponds to the longest distance of vertical distances of each part of the tongue pieces to the main part.

Ein Teil jedes Zungenstücks 3 steht mit der Wabenstruktur 10 in Kontakt (siehe 4). Wenn die Elektrodenschicht auf der Oberfläche der Wabenstruktur angebracht ist, steht ein Teil des Zungenstücks 3 über die Elektrodenschicht mit der Wabenstruktur 10 in Kontakt. Somit sind der Metallelektrodenteil 1 und die Wabenstruktur 10 elektrisch verbunden. Der Kontakt eines Teils jedes Zungenstücks 3 mit der Wabenstruktur 10 kann für eine elektrische Verbindung zwischen dem Metallelektrodenteil 1 und der Wabenstruktur 10 sorgen, und das Kontaktierverfahren ist nicht beschränkt. Zum Beispiel kann der Kontakt mit der Wabenstruktur 10 durch elastische Verformung des Zungenstücks 3 aufrechterhalten werden oder kann das Zungenstück 3 an die Außenumfangswand der Wabenstruktur 10 (oder die auf der Außenumfangswand angebrachte Elektrodenschicht) geschweißt sein oder kann eine Befestigungsschicht durch thermisches Spritzen eines leitfähigen Metallmaterials (zum Beispiel eines Materials auf NiCr-Basis oder eines Materials auf CoNiCr-Basis) von einer Oberseite des Zungenstücks 3 her gebildet sein und kann das Zungenstück 3 an die Außenumfangswand der Wabenstruktur 10 (oder die auf der Außenumfangswand angebrachte Elektrodenschicht) geschweißt sein. Darüber hinaus braucht beim Befestigen jedes Zungenstücks 3 durch Bilden der Befestigungsschicht der „Kontakt“ zwischen dem Teil des Zungenstücks 3 und der Wabenstruktur 10 nicht unbedingt ein physischer Kontakt zu sein, und selbst wenn zwischen dem Zungenstück 3 und der Wabenstruktur 10 ein Zwischenraum vorhanden ist, sind der Metallelektrodenteil 1 und die Wabenstruktur 10 über die leitfähige Befestigungsschicht elektrisch verbunden, so dass der Teil der Zunge 3 und die Wabenstruktur 10 in Kontakt miteinander stehen. Das heißt, wie hierin verwendet, ist mit „Kontakt“ nicht nur physischer, sondern auch elektrischer Kontakt gemeint.A part of every tongue piece 3 stands with the honeycomb structure 10 in contact (see 4 ). When the electrode layer is mounted on the surface of the honeycomb structure, a part of the tongue piece stands 3 over the electrode layer with the honeycomb structure 10 in contact. Thus, the metal electrode part 1 and the honeycomb structure 10 electrically connected. The contact of a part of each tongue piece 3 with the honeycomb structure 10 can for an electrical connection between the metal electrode part 1 and the honeycomb structure 10 and the contacting method is not limited. For example, the contact with the honeycomb structure 10 by elastic deformation of the tongue piece 3 can be maintained or the tongue piece 3 to the outer peripheral wall of the honeycomb structure 10 (or the electrode layer attached to the outer peripheral wall), or may be a fixing layer by thermal spraying a conductive metal material (for example, a NiCr-based material or a CoNiCr-based material) from an upper side of the tongue piece 3 be formed ago and can the tongue piece 3 to the outer peripheral wall of the honeycomb structure 10 (or the attached on the outer peripheral wall electrode layer) to be welded. In addition, when attaching each tongue piece needs 3 by forming the attachment layer, the "contact" between the part of the tongue piece 3 and the honeycomb structure 10 not necessarily being a physical contact, and even if between the tongue piece 3 and the honeycomb structure 10 there is a gap, are the metal electrode part 1 and the honeycomb structure 10 electrically connected via the conductive attachment layer so that the part of the tongue 3 and the honeycomb structure 10 in contact with each other. That is, as used herein, "contact" means not only physical but also electrical contact.

Somit enthält der Metallelektrodenteil den plattenförmigen Hauptteil und die Vielzahl von jeweils aus dem Hauptteil vorstehenden Zungenstücken und steht ein Teil der Zungenstücke mit der Wabenstruktur in Kontakt, wodurch die Vielzahl von aus dem Hauptteil vorstehenden Zungenstücken entlang der Außenumfangswand der Wabenstruktur unabhängig verformt werden kann, so dass selbst bei schlechter Formgenauigkeit der Wabenstruktur eine gute elektrische Verbindung aufrechterhalten werden kann. Ferner werden die jeweiligen Zungenstücke einzeln verformt, wodurch jedes Zungenstück mechanische Spannung aufgrund eines Unterschieds in der Wärmeausdehnung oder dergleichen absorbiert. Deshalb ist es möglich, zu verhindern, dass eine übermäßige Belastung auf die Kontaktpunkte und die Wabenstruktur ausgeübt wird.Thus, the metal electrode portion includes the plate-shaped main portion and the plurality of tongue pieces projecting from the main portion, and a portion of the tongue pieces contact the honeycomb structure, whereby the plurality of tongue pieces projecting from the main portion can be independently deformed along the outer peripheral wall of the honeycomb structure, so that even with poor dimensional accuracy of the honeycomb structure, a good electrical connection can be maintained. Further, the respective tongue pieces are individually deformed, whereby each tongue piece absorbs stress due to a difference in thermal expansion or the like. Therefore, it is possible to prevent excessive stress from being applied to the contact points and the honeycomb structure.

Ferner erfüllt jedes aus der Vielzahl von Zungenstücken bevorzugt die Beziehung 1 ≤ A/B ≤ 10. „A“ ist eine kürzeste Länge A von dem aus dem Hauptteil 2 jedes Zungenstücks 3 vorstehenden Ausgangspunkt bis zu einem am weitesten vorstehenden Punkt des Zungenstücks 3, und „B“ ist ein Minimalwert B einer Breite in einer zu der Richtung des Vorstehens aus dem Hauptteil 2 orthogonalen Richtung auf einer Oberfläche des Zungenstücks 3 (11).Further, each of the plurality of tongue pieces preferably satisfies the relationship 1 ≤ A / B ≤ 10. " A "Is a shortest length A from the main body 2 every tongue piece 3 projecting point to a furthest projected point of the tongue piece 3 , and " B "Is a minimum value B a width in one to the direction of protrusion from the main body 2 orthogonal direction on a surface of the tongue piece 3 ( 11 ).

Wie hierin verwendet, bezeichnet die „am weitesten vorstehende Position des Zungenstücks“ einen Teil, wo ein vertikaler Abstand L zu dem Hauptteil 2 am längsten ist (siehe 11(a), (b)). Außerdem bezeichnet die „kürzeste Länge A bis zu einem am weitesten vorstehenden Punkt des Zungenstücks“ einen geradlinigen Abstand zu einem Punkt, an welchem ein Abstand von dem Ausgangspunkt des Vorstehens jedes Zungenstücks 3 aus dem Hauptteil 2 des Zungenstücks 3 am kürzesten ist, von Punkten, an welchen ein vertikaler Abstand zu dem Hauptteil 2 am längsten ist (siehe 11(a) und 11(b)). 11(a) zeigt A in dem Fall einer ebenen Plattenform, in welchem eine Spitze jedes Zungenstücks 3 parallel zu dem Hauptteil 2 ist, in dem Querschnitt des Hauptteils 2 in der Dickenrichtung, und 11(b) zeigt A in dem Fall, in welchem die Spitze jedes Zungenstücks 3 eine gebogene Oberflächenform hat, in dem Querschnitt des Hauptteils 2 in der Dickenrichtung. As used herein, the "projecting position of the tongue piece" means a part where a vertical distance L to the main part 2 is the longest (see 11 (a) , (b)). In addition, the "shortest length A to a most protruding point of the tongue piece "is a straight line distance to a point at which a distance from the starting point of projecting each tongue piece 3 from the main body 2 of the tongue piece 3 shortest of points, at which a vertical distance to the main part 2 is the longest (see 11 (a) and 11 (b) ). 11 (a) shows A in the case of a flat plate shape in which a tip of each tongue piece 3 parallel to the main part 2 is, in the cross section of the main part 2 in the thickness direction, and 11 (b) shows A in the case where the tip of each tongue piece 3 has a curved surface shape, in the cross section of the main part 2 in the thickness direction.

Die „Richtung des Vorstehens jedes Zungenstücks 3 aus dem Hauptteil 2“ bezeichnet eine zu der Strömungsweg-Richtung der Zelle 12 der Wabenstruktur orthogonale Richtung X von dem aus dem Hauptteil 2 des Zungenstücks 3 vorstehenden Ausgangspunkt entlang der Oberfläche des Zungenstücks 3 (siehe 11(c) und 11(d)). Der „Minimalwert B einer Breite in einer zu der Richtung des Vorstehens aus dem Hauptteil 2 orthogonalen Richtung“ bezeichnet eine Breite an einer Position, wo eine Breite eines Zungenstücks 3 in einer zu der Richtung X senkrechten Richtung auf der Oberfläche des Zungenstücks 3 am kleinsten ist (siehe 11(c) und (d)).The "direction of protrusion of each tongue piece 3 from the main part 2 "denotes one to the flow path direction of the cell 12 the honeycomb structure orthogonal direction X from the main body 2 of the tongue piece 3 projecting starting point along the surface of the tongue piece 3 (please refer 11 (c) and 11 (d) ). The "minimum value B a width in one to the direction of protrusion from the main body 2 orthogonal direction "denotes a width at a position where a width of a tongue piece 3 in one to the direction X vertical direction on the surface of the tongue piece 3 is the smallest (see 11 (c) and (d)).

11(c) ist eine Draufsicht des Metallelektrodenteils 1 in den 11(a) und 11(b), 11(d) ist eine Draufsicht der in einer Ebene ausgelegten Zunge 3 in 11(c). In der veranschaulichten Ausführungsform enthält die Zunge 3 einen Hals; und einen Kopf mit einer breiteren Breite als derjenigen des Halses. Der Hals hat eine konstante Breite, so dass die Breite des Halses B ist. 11 (c) is a plan view of the metal electrode part 1 in the 11 (a) and 11 (b) . 11 (d) is a plan view of the tongue laid out in a plane 3 in 11 (c) , In the illustrated embodiment, the tongue contains 3 a neck; and a head with a wider width than that of the neck. The neck has a constant width so that the width of the neck is B.

Bei einem Verhältnis A/B größer als oder gleich 1 lässt sich eine Vielzahl von aus dem Hauptteil vorstehenden Zungenstücken mühelos entlang der Außenumfangswand der Wabenstruktur verformen, wodurch ermöglicht wird, eine auf das Zungenstück ausgeübte Torsionsspannung abzubauen. Ferner lässt sich bei einem Verhältnis A/B kleiner als oder gleich 10 die Festigkeit des Zungenstücks bis zu einem gewissen Grad aufrechterhalten und ein Ermüdungsbruch des Zungenstücks verhindern sowie eine zum Führen eines starken Stroms erforderliche Breite sicherstellen.With a ratio A / B of greater than or equal to 1, a plurality of tongue pieces projecting from the main portion can be easily deformed along the outer peripheral wall of the honeycomb structure, thereby making it possible to relieve a torsional stress applied to the tongue piece. Further, with a ratio A / B less than or equal to 10, the strength of the tongue piece can be maintained to some extent and prevent fatigue breakage of the tongue piece, as well as ensuring a width required for guiding a large current.

Ferner sollten eine Länge L1 des Halses jedes Zungenstücks 3 und eine Länge L2 des Kopfs vorzugsweise die Beziehung 1 ≤ L1/L2 ≤ 10 erfüllen (siehe 11(d)). Bei einem Verhältnis L1/L2 größer als oder gleich 1 lässt sich eine Vielzahl von aus dem Hauptteil vorstehenden Zungenstücken mühelos entlang der Außenumfangswand der Wabenstruktur verformen und eine auf das Zungenstück ausgeübte Torsionsspannung abbauen. Außerdem lässt sich bei einem Verhältnis L1/L2 kleiner als oder gleich 10 die Festigkeit des Zungenstücks bis zu einem gewissen Grad aufrechterhalten und ein Ermüdungsbruch des Zungenstücks verhindern sowie eine zum Führen eines starken Stroms erforderliche Breite sicherstellen.Furthermore, should be a length L1 the neck of each tongue piece 3 and a length L2 of the head preferably satisfy the relationship 1 ≦ L1 / L2 ≦ 10 (see 11 (d) ). At a ratio L1 / L2 greater than or equal to 1, a plurality of tongue pieces projecting from the main portion can be easily deformed along the outer peripheral wall of the honeycomb structure and degrade a torsional stress applied to the tongue piece. It can also be at a ratio L1 / L2 less than or equal to 10 maintains the strength of the tongue piece to some extent and prevents fatigue breakage of the tongue piece, as well as ensuring a width required to carry a high current.

Es ist zu beachten, dass weder die Form des Halses noch die Form des Kopfs beschränkt ist, und wenn deren Erscheinungsbilder sich als ein Teil mit einer relativ schmalen Breite und ein Teil mit einer relativ breiten Breite unterscheiden lassen, können sie als ein Hals beziehungsweise ein Kopf bezeichnet werden.It should be noted that neither the shape of the neck nor the shape of the head is limited, and if their appearances can be distinguished as a part having a relatively narrow width and a part having a relatively wide width, they can be considered as a neck Head are called.

Ferner enthält jedes Zungenstück 3 bevorzugt zwei oder mehr abgeknickte Teile (siehe 12). Das zwei oder mehr abgeknickte Teile enthaltende Zungenstück 3 kann durch Nutzen der elastischen Verformung des Zungenstücks 3 eine Verbesserung einer Kontakteigenschaft mit der Wabenstruktur und einen Ausgleich einer auf die Wabenstruktur ausgeübten mechanischen Spannung ermöglichen.Furthermore, each tongue piece contains 3 preferably two or more bent parts (see 12 ). The tongue piece containing two or more bent parts 3 can by taking advantage of the elastic deformation of the tongue piece 3 allow an improvement of a contact property with the honeycomb structure and a compensation of a stress exerted on the honeycomb structure mechanical stress.

Zu Beispielen eines die Metallelektrodenteile 1 bildenden Metalls zählen, ohne darauf beschränkt zu sein, im Sinne leichter Verfügbarkeit repräsentativ Silber, Kupfer, Nickel, Gold, Palladium, Silicium und dergleichen. Bevorzugt ist das Metallelektrodenteil 1 eine Eisenlegierung, eine Nickellegierung oder eine Cobaltlegierung. Es ist auch möglich, statt des Metallelektrodenteils Kohlenstoff oder Keramik zu verwenden. Zu nicht-beschränkenden Beispielen von Keramik zählen mindestens eines von Si, Cr, B, Fe, Co, Ni, Ti und Ta enthaltende Keramik und exemplarisch Siliciumcarbid, Chromsilicid, Borcarbid, Chromborid und Tantalsilicid. Verbundwerkstoffe können durch Kombinieren der Metalle mit der Keramik gebildet werden.Examples of one of the metal electrode parts 1 metals are, without limitation, representative of silver, copper, nickel, gold, palladium, silicon, and the like for ease of availability. The metal electrode part is preferred 1 an iron alloy, a nickel alloy or a cobalt alloy. It is also possible to use carbon or ceramic instead of the metal electrode part. Non-limiting examples of ceramics include at least one ceramic containing Si, Cr, B, Fe, Co, Ni, Ti, and Ta, and exemplified by silicon carbide, chromium silicide, boron carbide, chromium boride, and tantalum silicide. Composites can be formed by combining the metals with the ceramic.

Ferner hat jeder Metallelektrodenteil 1 bevorzugt eine Vielzahl von Löchern (siehe 11 (c)). Somit kann, wenn die Wabenstruktur Wärme erzeugt, eine wärmeisolierende Wirkung eines leitfähigen Verbindungselements selbst verhindert werden und sind Temperaturen einer Vorderseite und einer Rückseite des Metallelektrodenteils 1 konstant, so dass die auf das Innere des Metallelektrodenteils 1 ausgeübte mechanische Spannung vermindert wird, was ermöglicht, eine Verformung des Hauptteils 2 zu verhindern. Die Vielzahl von Löchern kann aus jeweils durch Ausschneiden des Zungenstücks aus einem einzigen Metallblech gebildeten Durchgangslöchern bestehen. Zum Beispiel können sie durch Verwenden eines durchlässigen Materials wie eines Gittermaterials, eines Plattenmaterials mit Lüftungslöchern und eines Streckmetalls als Hauptteil geschaffene Löcher sein.Further, each metal electrode part 1 preferably a plurality of holes (see 11 (c) ). Thus, when the honeycomb structure generates heat, a heat-insulating effect of a conductive connecting member itself can be prevented and are temperatures of a front side and a back side of the metal electrode part 1 constant, so that on the inside of the metal electrode part 1 practiced Mechanical stress is reduced, which allows a deformation of the main part 2 to prevent. The plurality of holes may consist of through holes formed respectively by cutting the tongue piece from a single metal sheet. For example, they may be holes created by using a permeable material such as a mesh material, a sheet material having vent holes, and an expanded metal as a main part.

Der Träger für einen elektrisch beheizten Katalysator gemäß der vorliegenden Erfindung kann in einer Abgasreinigungsvorrichtung verwendet werden. Somit ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Abgasreinigungsvorrichtung, enthaltend: den Träger für den elektrisch beheizten Katalysator gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei der Träger in einem Abgasströmungsweg zum Strömenlassen eines Abgases aus einem Motor angeordnet ist; und ein zylindrisches Metallelement zur Aufnahme des Trägers für den elektrisch beheizten Katalysator. Wie aus den obigen Beschreibungen ersichtlich, kann die Abgasreinigungsvorrichtung eine erforderliche Stromleitungs-Leistung zustandebringen, so dass eine stabilere Abgasreinigungsfunktion realisiert werden kann.The carrier for an electrically heated catalyst according to the present invention may be used in an exhaust gas purification device. Thus, another aspect of the present invention is an exhaust gas purification device comprising: the support for the electrically heated catalyst according to the present invention, wherein the support is disposed in an exhaust gas flow path for flowing an exhaust gas from a motor; and a cylindrical metal member for receiving the support for the electrically heated catalyst. As apparent from the above descriptions, the exhaust purification device can achieve a required power line performance, so that a more stable exhaust gas purification function can be realized.

BEISPIELEEXAMPLES

Im Folgenden werden zum besseren Verstehen der vorliegenden Erfindung und ihrer Vorteile Beispiele dargestellt, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt.In the following, examples are presented for a better understanding of the present invention and its advantages, but the present invention is not limited to these examples.

BeispieleExamples

Siliciumcarbid- (SiC-) Pulver und metallisches Silicium- (Si-) Pulver wurden in einem Massenverhältnis von 60:40 gemischt, um ein Keramikrohmaterial herzustellen. Dem Keramikrohmaterial wurden Hydroxypropylmethylcellulose als Bindemittel, ein wasserabsorbierendes Harz als Porenbildner und Wasser zugesetzt, um ein Formungs-Rohmaterial zu bilden. Das Formungs-Rohmaterial wurde dann mittels einer Vakuum-Grünkörperknetvorrichtung geknetet, um einen rundsäulenförmigen Grünkörper herzustellen. Der Bindemittelgehalt betrug 7 Massenteile, wenn die Gesamtmenge des Siliciumcarbid- (SiC-) Pulvers und des metallischen Silicium- (Si-) Pulvers 100 Massenteile betrug. Der Porenbildnergehalt betrug 3 Massenteile, wenn die Gesamtmenge des Siliciumcarbid-(SiC-) Pulvers und des metallischen Silicium- (Si-) Pulvers 100 Massenteile betrug. Der Wassergehalt betrug 42 Massenteile, wenn die Gesamtmenge des Siliciumcarbid- (SiC-) Pulvers und des metallischen Silicium- (Si-) Pulvers 100 Massenteile betrug. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser des Siliciumcarbid-Pulvers betrug 20 µm, und der durchschnittliche Partikeldurchmesser des metallischen Siliciumpulvers betrug 6 µm. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser des Porenbildners betrug 20 µm. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser sowohl des Siliciumcarbid-Pulvers als auch des metallischen Siliciumpulvers als auch des Porenbildners entspricht bei Messung der Häufigkeitsverteilung einer Partikelgröße mittels des Laserbeugungsverfahrens einem volumenbezogenen arithmetischen Durchmesser-Mittelwert.Silicon carbide (SiC) powder and metallic silicon (Si) powder were mixed in a mass ratio of 60:40 to prepare a ceramic raw material. To the ceramic raw material, hydroxypropylmethyl cellulose as a binder, a water-absorbent resin as a pore-forming agent and water were added to form a molding raw material. The molding raw material was then kneaded by means of a vacuum green body kneader to prepare a round columnar green body. The binder content was 7 mass parts when the total amount of the silicon carbide (SiC) powder and the metallic silicon (Si) powder 100 Mass parts amounted. The pore former content was 3 parts by mass when the total amount of the silicon carbide (SiC) powder and the metallic silicon (Si) powder 100 Mass parts amounted. The water content was 42 Parts by mass, when the total amount of the silicon carbide (SiC) powder and the metallic silicon (Si) powder 100 Mass parts amounted. The average particle diameter of the silicon carbide powder was 20 μm, and the average particle diameter of the metallic silicon powder was 6 μm. The average particle diameter of the pore-forming agent was 20 μm. The average particle diameter of both the silicon carbide powder and the metallic silicon powder as well as the pore-forming agent corresponds to a volume average arithmetic mean when measuring the frequency distribution of a particle size by the laser diffraction method.

Der resultierende säulenförmige Grünkörper wurde mittels einer Strangpresse gebildet, um einen säulenförmigen Waben-Formkörper, in welchem jede Zelle eine quadratische Querschnittsform hatte, zu erhalten. Der resultierende Waben-Formkörper wurde einer dielektrischen Hochfrequenzerwärmung und -trocknung unterzogen und dann 2 Stunden lang bei 120° C mittels eines Heißlufttrockners getrocknet, und ein vorbestimmtes Maß beider Stirnseiten wurde abgeschnitten, um einen getrockneten Wabenkörper herzustellen. Der getrocknete Wabenkörper wurde entfettet (kalziniert) und dann gebrannt.The resulting columnar green body was formed by an extruder to obtain a columnar honeycomb shaped body in which each cell had a square cross-sectional shape. The resulting honeycomb formed body was subjected to high-frequency dielectric heating and drying, and then dried at 120 ° C for 2 hours by means of a hot-air dryer, and a predetermined amount of both end faces was cut to prepare a dried honeycomb body. The dried honeycomb body was degreased (calcined) and then fired.

Dann wurden metallischem Silicium- (Si-) Pulver Hydroxypropylmethylcellulose als Bindemittel, Glycerin als Feuchthaltemittel, ein Netzmittel als Dispergiermittel und Wasser zugesetzt und wurde das Ganze miteinander vermischt. Das Gemisch wurde geknetet, um ein elektrodenschichtbildendes Rohmaterial herzustellen. Das elektrodenschichtbildende Rohmaterial wurde dann in einer Streifenform so auf die Seitenfläche des gebrannten Wabenkörpers aufgebracht, dass es sich zwischen den beiden Stirnseiten des gebrannten Wabenkörpers erstreckte, und zwar so, dass eine Dicke 1,5 mm betrug. Das elektrodenschichtbildende Material wurde an zwei Positionen auf der Seitenfläche des gebrannten Wabenkörpers aufgebracht. Dann wurde in dem zu der Ausdehnungsrichtung der Zelle orthogonalen Querschnitt einer der beiden mit dem elektrodenschichtbildenden Material bedeckten Teile auf einer dem anderen über den Mittelpunkt des gebrannten Wabenkörpers hinweg entgegengesetzten Seite angeordnet.Then, hydroxypropylmethyl cellulose as a binder, glycerin as a humectant, a wetting agent as a dispersant and water were added to metallic silicon (Si) powder, and the whole was mixed together. The mixture was kneaded to prepare an electrode layer-forming raw material. The electrode layer-forming raw material was then applied in a strip form on the side surface of the fired honeycomb body so as to extend between the two end faces of the fired honeycomb body so that a thickness was 1.5 mm. The electrode layer-forming material was applied at two positions on the side surface of the fired honeycomb body. Then, in the cross section orthogonal to the extension direction of the cell, one of the two parts covered with the electrode layer forming material was placed on an opposite side to the other over the center of the fired honeycomb body.

Das auf den gebrannten Wabenkörper aufgebrachte elektrodenschichtbildende Rohmaterial wurde dann getrocknet, um einen gebrannten Wabenkörper mit ungebrannten Elektroden zu erhalten. Die Trocknungstemperatur betrug 70 °C.The electrode layer-forming raw material applied to the fired honeycomb was then dried to obtain a fired honeycomb body with unfired electrodes. The drying temperature was 70 ° C.

Anschließend wurde der gebrannte Wabenkörper mit ungebrannten Elektroden entfettet (kalziniert), gebrannt und weiter oxidiert, um eine Wabenstruktur zu erhalten. Das Entfetten erfolgte 3 Stunden lang bei 550 °C. Das Brennen erfolgte 2 Stunden lang bei 1450 °C in einer Ar-Atmosphäre. Die Oxidation erfolgte 1 Stunde lang bei 1300 °C. Jede der Stirnseiten der resultierenden Wabenstruktur hatte eine runde Form mit einem Durchmesser von 80 mm, und die Länge der Wabenstruktur in der Ausdehnungsrichtung der Zelle betrug 75 mm. Subsequently, the fired honeycomb body was degreased (calcined) with unfired electrodes, fired, and further oxidized to obtain a honeycomb structure. The degreasing was carried out at 550 ° C for 3 hours. Firing took place at 1450 ° C for 2 hours in an Ar atmosphere. The oxidation was carried out at 1300 ° C for 1 hour. Each of the end faces of the resulting honeycomb structure had a round shape with a diameter of 80 mm, and the length of the honeycomb structure in the extending direction of the cell was 75 mm.

Dann wurden jeweils einen zu der Außenumfangswand der Wabenstruktur passenden, gebogenen plattenförmigen Hauptteil (Edelstahl-Material) aufweisende Metallelektrodenteile; und jeweils eine in 11 gezeigte Form aufweisende Zungenstücke (Edelstahl-Material) jeweils auf Außenumfangsflächen von Elektrodenschichten der Wabenstruktur so angeordnet, dass sie einander über einen Mittelpunkt der Wabenstruktur hinweg gegenüberlagen, und wurde eine Spitze jedes Zungenstücks von einer Oberseite des Zungenstücks her mittels eines Schweißverfahrens an jeder Elektrodenschicht befestigt. Spezifische Indices der Zungenstücke jedes der Beispiele und des Vergleichsbeispiels sind in Tabelle 1 angegeben.Then, metal electrode portions each having a matching to the outer peripheral wall of the honeycomb structure, curved plate-shaped main part (stainless steel material); and one in each 11 Shaped tongue pieces (stainless steel material) were respectively disposed on outer peripheral surfaces of electrode layers of the honeycomb structure so as to face each other across a center of the honeycomb structure, and a tip of each tongue piece was fixed to an electrode layer from a top of the tongue piece by a welding method. Specific indices of the tongue pieces of each of the examples and the comparative example are shown in Table 1.

VergleichsbeispielComparative example

Die Vorbereitung erfolgte unter den gleichen Bedingungen wie denjenigen der Beispiele, abgesehen davon, dass der Metallelektrodenteil gegen eine kammförmige Elektrode ausgetauscht wurde, welche keine Zungenstücke aufwies.The preparation was carried out under the same conditions as those of the examples, except that the metal electrode member was replaced with a comb-shaped electrode having no tongue pieces.

WabenbruchprüfungHoneycomb break check

Jede Wabenstruktur, bei welcher Zungenstücke (oder kammförmige Elektroden) durch Schweißen befestigt waren, wurde einer Schwingungsprüfung unterzogen, bei welcher die Wabenstruktur mit einer Keramikmatte umwickelt und dann in einem Metallbehälter untergebracht wurde und eine Schwingung mit einer Frequenz von 100 Hz und einer Beschleunigung von 30 g 24 Stunden lang darauf einwirkte. Gebrochene Zustände geschweißter Teile/der Wabenstruktur wurden visuell bestätigt. Die Anzahl visuell bestätigter gebrochener Probestücke ist in Tabelle 1 angegeben.
Tabelle 1 Zungenstück-Form (mm) Anzahl von Brüchen A(L1) B L2 Vergleichsbeispiel - 13/20 Beispiel 1 2 2 2 2/20 Beispiel 2 10 2 10 1/20 Beispiel 3 20 2 10 0/20 Beispiel 4 20 2 2 0/20
Each honeycomb structure in which tongue pieces (or comb-shaped electrodes) were fixed by welding was subjected to a vibration test in which the honeycomb structure was wrapped with a ceramic mat and then housed in a metal container, and oscillated at a frequency of 100 Hz and an acceleration of 30 g applied for 24 hours. Broken states of welded parts / honeycomb structure were visually confirmed. The number of visually confirmed broken specimens is shown in Table 1.
Table 1 Tongue Shape (mm) Number of fractions A (L1) B L2 Comparative example - 13/20 example 1 2 2 2 2/20 Example 2 10 2 10 1.20 Example 3 20 2 10 0/20 Example 4 20 2 2 0/20

Erörterungdiscussion

Aus den in Tabelle 1 gezeigten Ergebnissen ist ersichtlich, dass die Beispiele, gegenüber dem Vergleichsbeispiel, einen Bruch der geschweißten Teile / der Wabenstruktur wirkungsvoll unterbinden. Andererseits resultierte das die Metallelektrodenteile, welche keine Zungenstücke aufwiesen, verwendende Vergleichsbeispiel in einem unzureichenden Abbau der mechanischen Spannung und einer größeren Anzahl von Brüchen der geschweißten Teile / der Wabenstruktur.From the results shown in Table 1, it can be seen that the examples, as compared with the comparative example, effectively suppress breakage of the welded parts / honeycomb structure. On the other hand, the comparative example using the metal electrode parts having no tongue pieces resulted in insufficient stress relaxation and a larger number of breaks of the welded parts / honeycomb structure.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Wabenstrukturhoneycomb structure
1111
Trennwandpartition wall
1212
Zellecell
1, 1A, 1B, 1C1, 1A, 1B, 1C
MetallelektrodenteilMetal electrode part
7A, 7B, 7C, 7D, 7E, 7F, 7G7A, 7B, 7C, 7D, 7E, 7F, 7G
Zungenstücktongue piece
101a, 101b 101a, 101b
Elektrodenschichtelectrode layer
22
HauptteilBulk
3, 13, 23, 333, 13, 23, 33
Zungenstücktongue piece
3a, 13a, 23a, 33a3a, 13a, 23a, 33a
ansteigender Teilincreasing part
3b, 13b, 23f, 33c3b, 13b, 23f, 33c
flacher Teilshallow part
2020
ein Stückone piece

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • JP 5761161 B [0006]JP 5761161 B [0006]

Claims (8)

Träger für einen elektrisch beheizten Katalysator, enthaltend: eine Wabenstruktur; und ein Paar von Metallelektrodenteilen, wobei ein Metallelektrodenteil des Paars von Metallelektrodenteilen auf einer dem anderen Metallelektrodenteil über einen Mittelpunkt der Wabenstruktur hinweg entgegengesetzten Seite angeordnet ist; wobei ein Teil oder beide Teile des Paars von Metallelektrodenteilen enthält beziehungsweise enthalten: einen plattenförmigen Hauptteil; und eine Vielzahl von jeweils aus dem Hauptteil vorstehenden Zungenstücken, und wobei ein Teil jedes Zungenstücks mit der Wabenstruktur in Kontakt steht.Support for an electrically heated catalyst, comprising: a honeycomb structure; and a pair of metal electrode parts, wherein a metal electrode part of the pair of metal electrode parts is disposed on a side opposite to the other metal electrode part across a center of the honeycomb structure; wherein a part or both of the pair of metal electrode parts contains or contains: a plate-shaped body; and a plurality of tongue pieces respectively protruding from the main body, and wherein a part of each tongue piece is in contact with the honeycomb structure. Träger für den elektrisch beheizten Katalysator nach Anspruch 1, wobei jedes aus der Vielzahl von Zungenstücken die Beziehung 1 ≤ A/B ≤ 10 erfüllt, wobei A eine kürzeste Länge A von einem aus dem Hauptteil jedes Zungenstücks vorstehenden Ausgangspunkt bis zu einer am weitesten vorstehenden Position des Zungenstücks ist, und B ein Minimalwert B einer Breite in einer zu einer Richtung des Vorstehens aus dem Hauptteil orthogonalen Richtung auf einer Oberfläche jedes Zungenstücks ist.Support for the electrically heated catalyst after Claim 1 wherein each of the plurality of tongue pieces satisfies 1 ≦ A / B ≦ 10, where A is a shortest length A from a starting point protruding from the main part of each tongue piece to a most protruding position of the tongue piece, and B is a minimum value B a width in a direction orthogonal to a direction of protrusion from the main part on a surface of each tongue piece. Träger für den elektrisch beheizten Katalysator nach Anspruch 1 oder 2, wobei jedes der Zungenstücke enthält: einen Hals; und einen Kopf mit einer breiteren Breite als einer Breite des Halses, und wobei eine Länge L1 des Halses und eine Länge L2 des Kopfs die Beziehung 1 ≤ L1/L2 ≤ 10 erfüllen.Support for the electrically heated catalyst after Claim 1 or 2 wherein each of the tongue pieces includes: a neck; and a head having a width wider than a width of the neck, and wherein a length L1 of the neck and a length L2 of the head satisfy the relationship 1 ≦ L1 / L2 ≦ 10. Träger für den elektrisch beheizten Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei jedes der Zungenstücke zwei oder mehr abgeknickte Teile enthält.Support for the electrically heated catalyst according to one of Claims 1 to 3 wherein each of the tongue pieces includes two or more bent parts. Träger für den elektrisch beheizten Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Wabenstruktur ein Paar von Elektrodenschichten auf einer Seitenoberfläche der Wabenstruktur enthält und wobei eine Elektrodenschicht des Paars Elektrodenschichten auf einer der anderen Elektrodenschicht über den Mittelpunkt der Wabenstruktur hinweg entgegengesetzten Seite angeordnet ist.Support for the electrically heated catalyst according to one of Claims 1 to 4 wherein the honeycomb structure includes a pair of electrode layers on a side surface of the honeycomb structure, and wherein an electrode layer of the pair of electrode layers is disposed on an opposite side of the other electrode layer over the center of the honeycomb structure. Träger für den elektrisch beheizten Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei jeder der Metallelektrodenteile eine Eisenlegierung, eine Nickellegierung oder eine Cobaltlegierung enthält.Support for the electrically heated catalyst according to one of Claims 1 to 5 wherein each of the metal electrode parts includes an iron alloy, a nickel alloy or a cobalt alloy. Träger für den elektrisch beheizten Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Hauptteil eine Vielzahl von Löchern aufweist.Support for the electrically heated catalyst according to one of Claims 1 to 6 The main part has a plurality of holes. Abgasreinigungsvorrichtung, enthaltend: den Träger für den elektrisch beheizten Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Träger in einem Abgasströmungsweg zum Strömenlassen eines Abgases aus einem Motor angeordnet ist; und ein zylindrisches Metallelement zur Aufnahme des Trägers für den elektrisch beheizten Katalysator.An exhaust gas purification device, comprising: the support for the electrically heated catalyst according to any one of Claims 1 to 7 wherein the carrier is disposed in an exhaust gas flow path for flowing an exhaust gas from a motor; and a cylindrical metal member for receiving the support for the electrically heated catalyst.
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